DE10356462A1

DE10356462A1 - Motor vehicle with electric motor drive has electronic motor control unit with virtual gear for stepless force transmission

Info

Publication number: DE10356462A1
Application number: DE10356462A
Authority: DE
Inventors: Martin Stillger
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-07-14

Abstract

A motor vehicle with an electric motor (4) and energy source (3) comprises a motor control unit (2) and a force-transmitting gear with switched stepping from the electric motor to the motor vehicle drive wheels (6). The gear is implemented as a virtual gear (7) in the electric motor control unit.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor und einer Energiequelle, mit einer elektronischen Motorsteuereinheit und einem Getriebe mit Schaltstufen zur Kraftübertragung vom Elektromotor auf Antriebsräder des Kraftfahrzeuges.The The invention relates to a motor vehicle with an electric motor and a power source with an electronic engine control unit and a transmission with shift stages for transmitting power from the electric motor on drive wheels of the motor vehicle.

Neben Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren finden Kraftfahrzeuge mit einem oder mehreren Elektromotoren als Antrieb eine größer werdende Verbreitung. Diese Kraftfahrzeuge sind insbesondere auf Kurzstrecken und im Stadtverkehr ökonomischer im Betrieb und gegenüber Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren belasten sie die Umwelt nur in sehr viel kleinerem Umfang.Next Motor vehicles with internal combustion engines find vehicles one or more electric motors as drive a growing Distribution. These vehicles are especially on short distances and more economical in city traffic in operation and opposite Motor vehicles with internal combustion engines pollute the environment only to a much smaller extent.

Die Elektromotoren, z. B. Gleichstrommotoren oder Asynchronmotoren, werden von einer Energiequelle mit elektrischer Energie versorgt, wobei der von der Energiequelle abgegebene Gleichstrom auch mit geeigneten Mitteln in Wechsel- oder Drehstrom umgewandelt werden kann. Zur Steuerung des Elektromotors dient eine elektronische Motorsteuereinheit, die z. B. die von der Energiequelle an den Elektromotor abgegebene Stromstärke in Abhängigkeit von der Stellung eines Gaspedals, das vom Nutzer des Kraftfahrzeuges mit Elektromotor gedrückt wird, regelt. In der Motorsteuereinheit können auch alle anderen Steu er- und Regelfunktionen, wie sie von herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren bekannt sind, zusammengefasst sein.The Electric motors, z. B. DC motors or asynchronous motors, are powered by an energy source with electrical energy, wherein the output from the power source DC also with suitable Means can be converted into alternating or three-phase current. to Control of the electric motor is an electronic engine control unit, the z. B. the output from the power source to the electric motor amperage dependent on from the position of an accelerator pedal, the user of the motor vehicle pressed with electric motor is, regulates. In the engine control unit all other control units can also be and control functions, as used by conventional motor vehicles Internal combustion engines are known to be summarized.

Beim Bergabfahren und/oder beim Bremsen kann ein Elektromotor zur Energierückgewinnung als Generator verwendet werden, wobei die erzeugte Energie in der Energiequelle gespeichert wird. Der Betrieb als Generator wird ebenfalls von der Motorsteuereinheit gesteuert.At the Downhill and / or braking can be an electric motor for energy recovery be used as a generator, wherein the energy generated in the Energy source is stored. The operation as a generator is also controlled by the engine control unit.

Zur Kraftübertragung vom Elektromotor auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges dient ein an sich bekanntes mechanisches Getriebe, das entweder von Hand geschaltet wird oder ein automatisches Getriebe ist. Mit mehreren Schaltstufen für Vor- und Rückwärtsfahrt und Leerlauf bzw. mit einer stufenlosen Kraftübertragung kann die an die Antriebsräder übertragene Motorleistung an die Erfordernisse angepasst werden. Mit dem Getriebe können bei großer Übersetzung, z. B. im vierten oder fünften Gang, hohe Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges bei geringeren Drehzahlen des Motors erreicht werden oder eine geringere Geschwindigkeit mit hohem Drehmoment, z. B. zum Anfahren im ersten Gang. Dabei steht im ersten Gang bei voll gedrücktem Gaspedal zwar die volle Leistung des Motors des Kraftfahrzeuges hinsichtlich dessen Drehzahl und Drehmoment zur Verfügung, aufgrund der Übersetzung des Getriebes kann das Kraftfahrzeug aber nur z. B. 20% seiner Fahrleistung bzw. seiner Höchstgeschwindigkeit erreichen. Im fünften Gang hingegen kann das Kraftfahrzeug bei voll gedrücktem Gaspedal seine höchste Fahrleistung erreichen entsprechend der maximalen Drehzahl und des maximalen Drehmoments des Motors. Das bedeutet, dass im ersten Gang der volle Hub des Gaspedals zur Regelung von z. B. nur 20% der Fahrzeuggeschwindigkeit dient und dementsprechend beim Einparken oder Anfahren die Motorleistung, d. h. das Produkt aus Drehzahl und Drehmoment, feinfühlig vom Getriebe auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges übertragen wird. Im fünften Gang hingegen kann das Kraftfahrzeug sehr schnell gefahren werden. Mit den anderen Gängen sind jeweils entsprechende Bereiche der Motordrehzahl abrufbar bzw. mit dem Gaspedal regelbar.to power transmission from the electric motor to the drive wheels of the motor vehicle is used a known mechanical transmission, either by hand is switched or an automatic transmission is. With multiple Switching stages for Forward and reverse and idle or with a continuously variable power transmission can be connected to the Drive wheels transmitted Motor power adapted to the requirements. With the transmission can with great translation, z. B. in the fourth or fifth Gear, high speeds of the motor vehicle at lower Speeds of the engine can be achieved or a lower speed with high torque, z. B. for starting in first gear. It stands in first gear when fully depressed Accelerator though the full power of the motor of the motor vehicle in terms of its speed and torque available, due the translation the transmission, the motor vehicle but only z. B. 20% of its mileage or its maximum speed to reach. In the fifth Gear, however, can the motor vehicle with fully depressed accelerator his highest Driving performance corresponding to the maximum speed and the maximum torque of the motor. That means that in first gear the full stroke of the accelerator pedal to control z. B. only 20% of the vehicle speed serves and accordingly when parking or starting the engine power, d. H. the product of speed and torque, sensitive from the transmission on the drive wheels of the motor vehicle becomes. In the fifth Gear, however, the vehicle can be driven very fast. With the other courses In each case corresponding ranges of the engine speed are retrievable or adjustable with the accelerator pedal.

Es sind Kraftfahrzeuge mit Elektromotor bekannt, z. B. die neuesten Kraftfahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb, bei denen auf ein Getriebe vollständig verzichtet wird und der oder die Elektromotoren unmittelbar die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges antreiben, da der Elektromotor alle Betriebsbereiche des Kraftfahrzeuges abdecken kann. Dies hat aber den Nachteil, dass mit dem vorhandenen Pedalweg des Gaspedals sowohl das feinfühlige Gasgeben beim Einparken als auch das volle Gasgeben bei Höchstgeschwindigkeit geleistet werden muss. Dadurch ist besonders bei langsamer Fahrt die Gefahr gegeben, dass das Kraftfahrzeug mit Elektromotor durch unbeabsichtigtes Drücken des Gaspedals zu stark, beispielsweise bis zu seiner Höchstgeschwindigkeit, beschleunigt und andere Verkehrsteilnehmer gefährdet werden.It Motor vehicles with electric motor are known, for. B. the latest Motor vehicles with fuel cell drive, where on a transmission Completely is omitted and the one or more electric motors directly drive wheels of the motor vehicle, since the electric motor all operating areas of the motor vehicle can cover. But this has the disadvantage that with the existing pedal travel of the accelerator both the sensitive throttle when parking as well as full throttle at top speed got to. As a result, especially at slower speeds there is a risk that the motor vehicle with electric motor by unintentionally pressing the Accelerators too strong, for example, up to its maximum speed, accelerated and other road users are at risk.

Aus der DE 42 43 394 A1 ist eine Steuerungseinrichtung und ein Steuerungsverfahren für Fahrzeuge mit einem Elektromotor bekannt. Dabei wird eine Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeugs dadurch eingehalten, dass der Elektromotor von einer Leistungsschaltung bis auf eine Solldrehzahl gesteuert und eine schaltbare mechanische Übersetzungseinheit in einem gewünschten Übersetzungsverhältnis betrieben wird.From the DE 42 43 394 A1 For example, a control device and a control method for vehicles with an electric motor are known. In this case, a target speed of the vehicle is maintained that the electric motor is controlled by a power circuit to a target speed and a switchable mechanical translation unit is operated in a desired gear ratio.

Die DE 199 32 118 C1 offenbart einen elektrischen Mehrfachmotorenantrieb für ein Kraftfahrzeug mit zwei Elektromotoren, die einem zweistufigen mechanischen Getriebe zugeordnet sind. Mit einer automatischen Steuerung wird die Lastverteilung zwischen den Motoren und das Getriebe gesteuert, um einen optimalen Wirkungsgrad zu gewährleisten.The DE 199 32 118 C1 discloses a multi-motor electric motor drive for a motor vehicle having two electric motors associated with a two-stage mechanical transmission. With an automatic control, the load distribution between the motors and the transmission is controlled to ensure optimum efficiency.

Als nachteilig hat sich im Stand der Technik erwiesen, dass die bekannten mechanischen Getriebe zur Kraftübertragung vom Elektromotor auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges stets eine erhebliche innere Reibung aufweisen, die zu unerwünschten Energieverlusten führen. Des Weiteren sind sie teuer und wartungsintensiv, was bei Kraftfahrzeugen mit Elektromotor ebenfalls nicht gewünscht ist.When A disadvantage has been found in the prior art that the known mechanical transmission for power transmission from the electric motor to the drive wheels of the motor vehicle always have a significant internal friction that is too undesirable Lead to energy losses. Furthermore, they are expensive and maintenance intensive, resulting in motor vehicles with electric motor also not desired.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die an sich bekannten Schaltfunktionen eines Getriebes vorhanden sind und das Getriebe gleichzeitig aber keine Wartung oder weitere Investitionen notwendig macht.It Object of the invention is a motor vehicle with an electric motor to create the type mentioned, in which the known Switching functions of a transmission are present and the transmission simultaneously but does not require maintenance or further investment.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Getriebe als virtuelles Getriebe in der elektronischen Motorsteuereinheit implementiert ist.According to the invention Task solved by that the transmission as a virtual transmission in the electronic Engine control unit is implemented.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass das die Funktion des bisherigen mechanischen Getriebes in die bereits vorhandene Motorsteuereinheit integriert ist. Das bedeutet, dass je nach gewählter oder automatisch eingelegter Schaltstufe eine Kraftübertragung entsprechend einem bekannten mechanischen Getriebe vom Elektromotor auf die Antriebsräder erfolgt. Dabei ist das virtuelle Getriebe nicht wie bisher dem Elektromotor nachgeschaltet sondern diesem vorgeschaltet. D. h., dass das Getriebe bereits die über die Motorsteuereinheit dem Elektromotor von der Energiequelle zugeführte Stromstärke nach Getriebestufen abgestuft steuert. So wird im ersten Gang z. B. nur 20% der höchstmöglichen Motordrehzahl, die im Verhältnis zu der Fahrzeuggeschwindigkeit steht, auf die Antriebsräder übertragen, obwohl das Gaspedal voll gedrückt ist, im zweiten Gang 40% und im fünften Gang 100%. Somit ist im ersten Gang ein feinfühliges Dosieren der vollen Motorleistung mit dem gesamten Pedalweg des Gaspedals möglich, da z. B. lediglich 20% der theoretisch möglichen Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem ersten Gang erreichbar sind. Im fünften Gang hingegen wird die ganze Motorleistung bzw. Motordrehzahl an die Antriebsräder übertragen und die volle Fahrzeugleistung oder seine maximale Höchstgeschwindigkeit ist abrufbar.Of the The core idea of the invention is that this is the function of the previous mechanical transmission in the already existing engine control unit is integrated. This means that depending on the selected or automatically inserted Shifting stage a power transmission according to a known mechanical transmission from the electric motor on the drive wheels he follows. The virtual transmission is not as before the electric motor downstream but this upstream. That is, that the transmission already the over the motor control unit detects the current supplied to the electric motor from the power source Gear stages graded controls. So in first gear z. Eg only 20% of the highest possible Engine speed in relation to the vehicle speed is transmitted to the drive wheels, although the accelerator pedal is fully depressed, 40% in second gear and fifth in second gear Gear 100%. Thus, in the first gear is a sensitive dosing of the full Engine power with the entire pedal travel of the accelerator pedal possible because z. B. only 20% of the theoretically possible vehicle speed can be reached with the first gear. In fifth gear, however, the Whole engine power or engine speed transmitted to the drive wheels and the full vehicle power or its maximum speed limit is available.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das Kraftfahrzeug mit Elektromotor ein den heute bekannten Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren entsprechendes Fahrverhalten aufweist bzw. in gleicher Weise gesteuert wird. Dementsprechend ist eine Umgewöhnung auf diesen Fahrzeugtyp nicht notwendig und die Akzeptanz durch den Nutzer erhöht. Das in der Motorsteuereinheit integrierte virtuelle Getriebe macht die bisher bekannten mechanischen Getriebe überflüssig. Dementsprechend ist das Fahrzeuggewicht verringert und das virtuelle Getriebe ist verschleißfrei. Die Kosten des virtuellen Getriebes gegenüber einem herkömmlichen Getriebe sind deutlich geringer, da es in der Motorsteuereinheit integriert ist. Selbstverständlich ist es auch im Sinne der Erfindung den Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend zu begrenzen.Of the Advantage of the invention is that the motor vehicle with electric motor a today known motor vehicles with internal combustion engines has corresponding driving behavior or controlled in the same way becomes. Accordingly, getting used to this type of vehicle not necessary and the acceptance by the user increases. The in the engine control unit integrated virtual transmission makes the previously known mechanical transmission superfluous. Accordingly, that is Vehicle weight is reduced and the virtual transmission is wear-free. The Cost of the virtual transmission compared to a conventional one Gearboxes are significantly lower, as it is in the engine control unit is integrated. Of course It is also within the meaning of the invention, the gradient of the vehicle speed limit accordingly.

Vorzugsweise sind die verschiedenen Schaltstufen des Getriebes mit einem Schalthebel steuerbar. Dies können fünf Vorwärts-, ein Rückwärtsgang und der Leerlauf sein und zwar entsprechend bekannten mechanischen Schaltgetrieben. Bei der Schaltstufe Leerlauf wird keine Motorleistung erzeugt bzw. an die Antriebsräder übertragen, auch wenn das Gaspedal gedrückt ist. Es versteht sich, dass die an die Antriebsräder übertragene Motordrehzahl bei der Schaltstufe Rückwartsfahrt begrenzt ist, um zu verhindern, dass das Kraftfahrzeug zu schnell rückwärts fährt und eine verkehrsgefährdende Situation entsteht. Es ist auch möglich, dass eine Schaltung wie bei bekannten Automatikgetrieben erfolgt. Somit ist das Fahrverhalten oder die Art der Steuerung an bekannte Kraftfahrzeuge angenähert und der Nutzer muss sich nicht umstellen.Preferably are the different gear ratios of the transmission with a shift lever controllable. This can five forward, one reverse gear and the idling and that according to known mechanical Transmissions. When the gear shift is idle, no engine power generated or transmitted to the drive wheels, even when the accelerator pedal is pressed is. It is understood that the transmitted to the drive wheels engine speed at the reverse gear shift stage is limited to prevent the motor vehicle too fast moves backwards and a traffic hazard Situation arises. It is also possible that a circuit as in known automatic transmissions takes place. Thus, the driving behavior or approximating the type of control to known motor vehicles and the user does not have to change.

Zweckmäßigerweise beaufschlagt das Getriebe einen Ist-Wert des Gaspedals mit der gewählten Schaltstufe des Getriebes, um derart die volle Motordrehzahl geregelt entsprechend der Schaltstufe an die Antriebsräder zu übertragen. Das bedeutet, dass z. B. im dritten Gang und halb durchgedrücktem Gaspedal die volle theoretische Motordrehzahl mit einem Faktor 0,6 entsprechend dem dritten Gang multipliziert wird, um die im dritten Gang maximal zur Verfügung stehende Motordrehzahl zu erhalten. Dabei wird die Motorsteuereinheit vom virtuellen Getriebe derart gesteuert, dass bei halb gedrücktem Gaspedal nur die Hälfte der in diesem Gang zur Verfügung stehenden maximalen Motordrehzahl von dem Elektromotor erzeugt und an die Antriebsräder als Fahrleistung abgegeben wird, in diesem Fall 30% der maximalen Motordrehzahl. Dazu wird dem Elektromotor von der Motorsteuerung nur die entsprechende Leistung der Energiequelle zugeführt. Diese Beaufschlagung der Motorleistung mit der gewählten Schaltstufe wird von dem in der Motorsteuereinheit implementierten Getriebe ausgeführt.Conveniently, the transmission acts on an actual value of the accelerator pedal with the selected switching stage of the transmission so as to control the full engine speed accordingly the switching stage to the drive wheels transferred to. This means that z. B. in third gear and half depressed accelerator pedal the full theoretical engine speed corresponding to a factor of 0.6 the third gear is multiplied by the maximum in third gear to disposal to get stationary engine speed. In this case, the engine control unit controlled by the virtual transmission such that at half-pressed accelerator pedal just half who is available in this gear standing maximum engine speed generated by the electric motor and to the drive wheels is delivered as mileage, in this case 30% of the maximum Engine speed. This is done by the electric motor of the engine control only the corresponding power supplied to the power source. This admission the engine power with the selected Switching stage is implemented by that in the engine control unit Gearbox executed.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Getriebe durch Hard- und/oder Software in der elektronischen Motorsteuereinheit implementiert. Das bedeutet, dass in dem vorhandenen Softwareprogramm ein zusätzlicher Programmteil enthalten ist, der die gewünschten Funktionen ausführt, also die Motorleistung regelt. Das Getriebe kann auch als Hardware implementiert sein, z. B. als fest verdrahtete integrierte Schaltung, die die gewünschten Funktionen ausführt. Beide Lösungen sind jede für sich oder beide gemeinsam realisierbar.According to an advantageous embodiment, the transmission is implemented by hardware and / or software in the electronic engine control unit. This means that in the existing software program an additional program part is included, which performs the desired functions, ie the engine power regulated. The transmission may also be implemented as hardware, e.g. B. as hardwired integrated circuit, the performs the desired functions. Both solutions can be implemented individually or both together.

Vorzugsweise sind verschiedene Parameter des Getriebes veränderbar einstellbar. Somit kann das Getriebe an die individuellen Bedürfnisse eines Nutzers ohne Einbau eines neuen mechanischen Getriebes angepasst werden.Preferably Different parameters of the gearbox can be variably adjusted. Consequently The transmission can meet the individual needs of a user without Installation of a new mechanical transmission can be adjusted.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes veränderbar einstellbar. Somit kann z. B. für eine Geländefahrt ein fein abgestuftes Getriebe mit vielen kleinen Übersetzungen erhalten werden oder die Getriebecharakteristik ist an unterschiedliche Anhängelasten an das Kraftfahrzeug anpassbar. Somit kann ein Kraftfahrzeug mit Elektromotor für unterschiedliche Anforderungen ausgelegt werden. Die Veränderung der Parameter kann mit entsprechender Software und Eingaben über einen Bordcomputer durchgeführt werden.To An embodiment of the invention, the transmission ratios the gear changeable adjustable. Thus, z. For example a cross country drive a finely graded gearbox with many small translations be obtained or the transmission characteristic is different trailer loads adaptable to the motor vehicle. Thus, a motor vehicle with Electric motor for different requirements are interpreted. The change the parameter can with appropriate software and inputs via an on-board computer carried out become.

Bevorzugt sind verschiedene Betriebsarten des Getriebes einstellbar, insbesondere "ökonomisch" und "sportlich". Im ökonomischen Betrieb erfolgt in bekannter Weise ein frühes Hochschalten in die nächste Fahrstufe, um möglichst energiesparend zu fahren. In der sportlichen Betriebsart hingegen werden die Gänge bis zur jeweils maximal zulässigen Drehzahl ausgefahren, um hohe Beschleunigungen zu ermöglichen. Auch eine Abstimmung auf winterliche Straßenverhältnisse ist möglich. Somit ist eine Anpassung des Getriebes an verschiedene Fahrweisen und Verkehrsverhältnisse möglich.Prefers Various modes of the transmission are adjustable, in particular "economical" and "sporty". In economic operation done in a known way an early one Upshift to the next Driving level to as possible to save energy. In the sporty mode, however become the gears up to the maximum permissible Speed extended to allow high accelerations. A vote on winter road conditions is possible. Consequently is an adaptation of the transmission to different driving styles and traffic conditions possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Energiequelle ein an sich bekannter wideraufladbarer Ak kumulator, der vorzugsweise am haushaltsüblichen Stromnetz aufgeladen werden kann. Alternativ oder zusätzlich dient eine Brennstoffzelle als Energiequelle für den Elektromotor.In a preferred embodiment the energy source is a per se known rechargeable accumulator, the preferably at the usual household Electricity can be charged. Alternatively or additionally serves a fuel cell as an energy source for the electric motor.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.It It is understood that the above and below to be explained Features not only in the specified combination but also usable in other combinations. The frame of the present Invention is defined only by the claims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to an embodiment with reference on the associated Drawings closer explained. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Kraftfahrzeug-Antriebs und 1 a schematic representation of a conventional motor vehicle drive and

2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebs 2 a schematic representation of a motor vehicle drive according to the invention

Aus der Darstellung in 1 ist der bekannte Antrieb für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor 4 ersichtlich. Der von einer Energiequelle 3, z. B. einer Brennstoffzelle und/oder einem Akkumulator, abgegebene Strom wird in Abhängigkeit der Stellung eines Gaspedals 1 an den Elektromotor 4 geleitet. Zur Steuerung der Stromstärke und weiterer Funktionen dient eine Motorsteuereinheit 2 in an sich bekannter Weise. Zur Übertragung der Motorleistung vom Elektromotor 4 an die Antriebsräder 6 des Kraftfahrzeuges dient ein mechanisches Getriebe 5 mit z. B. fünf Vorwärts-, einem Rückwärtsgang und einem Leerlauf, das von einem Schalthebel 8 geschaltet wird. Somit ist die volle Motorleistung entsprechend den Erfordernissen an die Antriebsräder 6 übertragbar. Dies kann beispielhaft derart erfolgen, dass im ersten Gang die volle Motorleistung bei voll gedrücktem Gaspedal vom Getriebe 5 übertragen wird, damit nur 20% der möglichen Höchstgeschwindigkeit an den Antriebsrädern 6 erzielt werden kann und das Kraftfahrzeug nur 20% seiner möglichen Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht. Im vierten Gang wird die Motorleistung derart übertragen, dass 80% der Höchstgeschwindigkeit erreicht werden kann. Dies wird mit Zahnrädern unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse in an sich bekannter Weise durchgeführt.From the illustration in 1 is the known drive for a motor vehicle with an electric motor 4 seen. The one from a source of energy 3 , z. As a fuel cell and / or an accumulator, output current is dependent on the position of an accelerator pedal 1 to the electric motor 4 directed. To control the amperage and other functions is a motor control unit 2 in a known manner. To transfer the engine power from the electric motor 4 to the drive wheels 6 of the motor vehicle is a mechanical transmission 5 with z. B. five forward, one reverse and one idle, by a shift lever 8th is switched. Thus, the full engine power is according to the requirements of the drive wheels 6 transferable. This can be done by way of example in such a way that in the first gear, the full engine power at fully depressed accelerator pedal from the transmission 5 is transferred, so that only 20% of the maximum speed possible on the drive wheels 6 can be achieved and the motor vehicle reaches only 20% of its possible vehicle speed. In fourth gear, the engine power is transmitted so that 80% of the maximum speed can be achieved. This is done with gears of different gear ratios in a conventional manner.

Bei dem Kraftfahrzeug-Antrieb nach 2 ist ein virtuelles Getriebe 7 in der Motorsteuereinheit 2 implementiert bzw. hard- und/oder softwaremäßig in diese integriert. Wird mit einem Schalthebel 8 eine andere Fahrstufe gewählt, so wird die Motorsteuereinheit 2 vom Getriebe 7 derart angesteuert, dass nur noch die einem realen Getriebe in dieser Schaltstufe entsprechende Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Elektromotor 4 erzeugt und an die Antriebsräder 6 übertragen wird. Das bedeutet, dass das Getriebe 7 dem Elektromotor 4 vorgeschaltet und nicht wie im Stand der Technik dem Elektromotor 4 nachgeschaltet ist. Dabei umfasst das Getriebe 7 keine mechanischen Komponenten sondern regelt im Wesentlichen nur die dem Elektromotor 4 zugeführte Stromstärke, um derart dessen Leistung entsprechend einem mechanischen Getriebe 5 zu steuern.In the motor vehicle drive to 2 is a virtual transmission 7 in the engine control unit 2 implemented or integrated in hardware and / or software in this. Will with a shift lever 8th selected another gear, so the engine control unit 2 from the gearbox 7 controlled such that only the one real gear in this switching stage corresponding vehicle speed of the electric motor 4 generated and to the drive wheels 6 is transmitted. That means the transmission 7 the electric motor 4 upstream and not as in the prior art, the electric motor 4 is downstream. This includes the gearbox 7 no mechanical components but essentially controls only the electric motor 4 supplied power, so as to its power corresponding to a mechanical transmission 5 to control.

Die Ausgestaltung eines Algorithmus zur Steuerung der vom Elektromotor 4 erzeugten Motorleistung, die an die Antriebsräder 6 übertragen wird und dementsprechend die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, kann der nachfolgenden Tabelle entnommen werden.

Dabei bedeuten die Abkürzungen:

M: = Motorleistung (Drehzahl·Drehmoment des E-Motors 4)
P: = Pedalstellung (nicht gedrückt bis voll gedrückt)
F: = Fahrzustand (Stillstand bis Höchstgeschwindigkeit)

The embodiment of an algorithm for controlling the electric motor 4 generated engine power, to the drive wheels 6 is transmitted and accordingly the respective vehicle speed can be found in the following table.

The abbreviations mean:

M: = Motor power (speed · torque of the electric motor 4 )
P: = Pedal position (not pressed until fully pressed)
F: = Driving condition (standstill to maximum speed)

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass bei jedem Gang die theoretisch vorhandene volle Motorleistung von 100 mit einem voll gedrückten Gaspedal 1 abrufbar ist. Die theoretische Motordrehzahl wird von dem in der Motorsteuereinheit 2 implementierten Getriebe 7 mit einem Umrechnungsfaktor entsprechend der gewählten Schaltstufe beaufschlagt, so dass vom Elektromotor 4 nur die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt und an die Antriebsräder 6 übertragen wird. Somit ist z. B. im ersten Gang nur ein fünftel der maximalen Höchstgeschwindigkeit erreichbar und das Kraftfahrzeug kann vorsichtig eingeparkt werden, ohne dass ein volles Durchtreten des Gaspedals 1 zu einer übermäßigen Geschwindigkeit führt. Im fünften Gang hingegen ist das Erreichen der Höchstgeschwindigkeit möglich. Im Leerlauf bewirkt das Getriebe 7, dass der Elektromotor 4 auch bei gedrücktem Gaspedal 1 keine Leistung erzeugt. Im Rückwärtsgang steht ebenfalls ein Fünftel der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit zur Verfügung.From the table it can be seen that at each gear the theoretically available full engine power of 100 with a fully depressed accelerator pedal 1 is available. The theoretical engine speed will be that in the engine control unit 2 implemented gearbox 7 acted upon by a conversion factor corresponding to the selected switching stage, so that the electric motor 4 only generates the desired vehicle speed and the drive wheels 6 is transmitted. Thus, z. B. in first gear only one-fifth of the maximum maximum speed achievable and the vehicle can be parked carefully without a full passage of the accelerator pedal 1 leads to excessive speed. In fifth gear, on the other hand, reaching the maximum speed is possible. At idle, the gearbox causes 7 that the electric motor 4 even with the accelerator pedal depressed 1 no power generated. In reverse, one-fifth of the maximum vehicle speed is also available.

Es versteht sich, dass auch andere Übersetzungsverhältnisse von der Motorleistung zur Fahrzeuggeschwindigkeit gewählt werden können, die auch veränderbar einstellbar sein können entsprechend den Anforderungen des Nutzers des Kraftfahrzeuges mit Elektromotor 4. Die Hinterlegung des Algorithmus in dem virtuellen Getriebe 7 in der elektronischen Motorsteuereinheit 2 kann hardware- und/oder softwaremäßig in an sich bekannter Weise erfolgen.It is understood that other gear ratios can be selected from the engine power to the vehicle speed, which can also be variably adjustable according to the requirements of the user of the motor vehicle with electric motor 4 , The deposit of the algorithm in the virtual transmission 7 in the electronic engine control unit 2 can be done hardware and / or software in a conventional manner.

11: Gaspedalaccelerator
22: MotorsteuerelektronikMotor control electronics
33: Energiequelleenergy
44: Elektromotorelectric motor
55: mechanisches Getriebemechanical transmission
66: Antriebsraddrive wheel
77: virtuelles Getriebevirtual transmission
88th: Schalthebelgear lever

Claims

Motor vehicle with an electric motor ( 4 ) and an energy source ( 3 ), with an electronic engine control unit ( 2 ) and a transmission with switching stages for transmitting power from the electric motor ( 4 ) on drive wheels ( 6 ) of the motor vehicle, characterized in that the transmission as a virtual transmission ( 7 ) in the electronic engine control unit ( 2 ) is implemented.

Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the switching stages of the transmission ( 7 ) with a shift lever ( 8th ) are switchable.

Motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission ( 7 ) an actual value an accelerator pedal ( 1 ) is applied to the selected switching stage so as to the regulated engine power as vehicle speed from the electric motor ( 4 ) to the drive wheels ( 6 ) transferred to.

Motor vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transmission ( 7 ) with hardware and / or software in the electronic engine control unit ( 2 ) is implemented.

Motor vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that different parameters of the transmission ( 7 ) are changeable adjustable.

Motor vehicle according to Claim 5, characterized in that transmission ratios of the transmission ( 7 ) are changeable adjustable.

Motor vehicle according to one of claims 5 or 6, characterized in that different operating modes of the transmission ( 7 ) are selectable.

Motor vehicle according to one of claims 1 to 7, characterized in that the energy source ( 3 ) is a fuel cell and / or an accumulator.