DE19533829C1

DE19533829C1 - Tractive power monitor for vehicles with electric or hybrid drive

Info

Publication number: DE19533829C1
Application number: DE19533829A
Authority: DE
Inventors: Bernd Falkenmayer; Wolf Dr Ing Boll; Patrick Alles; Peter Antony
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2015-09-14

Abstract

The power monitor measures power which is displayed on a circular dial (1) with concentric analogue scales (3,4) denoting positive traction and regenerative braking respectively. A power limit which may be exceeded only for a short interval, and another which must be observed at all times, are shown by separate markings (6,7). Control signals (8) for the instrument are supplied by a controller (9) with memory (10) containing characteristic parameters of e.g. the battery, generator or combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der An triebsleistung bei Fahrzeugen mit einem Elektro- oder Hybridan trieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for monitoring the on Driving power in vehicles with an electric or hybrid drive driven according to the preamble of claim 1.

Es ist eine gattungsgemäße Vorrichtung allgemein bekannt, bei der ein Anzeigeinstrument den elektrischen Antriebsstrom anzeigt und somit dem Fahrer erlaubt, die mittels eines Fahrpedals ange forderte elektrische Antriebsleistung zu überwachen und gegebe nenfalls zu beschränken. Eine Beschränkung ist beispielsweise dann erforderlich, wenn eine andere Anzeige vor einer Erschöp fung der Traktionsbatterie oder vor einer Überhitzung bestimmter elektrischer Antriebskomponenten wie der Batterie, des Wechsel richters, des Elektromotors oder des Generators warnt. Bei einer solche Anzeige wandert typischerweise eine Anzeigenadel von ei nem "grünen" zu einem "roten" Bereich, wenn die Ladung der Bat terie beziehungsweise die Temperatur einer Antriebskomponente einen zulässigen Bereich verläßt.A generic device is generally known at a display instrument shows the electric drive current and thus allowed the driver who is using an accelerator pedal required to monitor and give electrical drive power if necessary to limit. One limitation is, for example required if another ad before an exhaustion the traction battery or before overheating certain electrical drive components such as the battery, the change warns, the electric motor or the generator. At a such a display typically moves an egg display needle a "green" to a "red" area when the Bat terie or the temperature of a drive component leaves a permissible range.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel, bei dem die angeforderte elek trische Antriebsleistung zu beschränken ist, ergibt sich bei Hy bridfahrzeugen. Bei Serienhybridantrieben wird der elektrische Antriebsstrom je nach Betriebsart von der Batterie oder zusätz lich von einem Generator geliefert, der von einem Verbrennungs motor angetrieben wird. Abhängig von der gewählten Betriebsart stehen dem Fahrer unterschiedliche anforderbare elektrische An triebsleistungen zur Verfügung. So ist beispielsweise eine elek trische Leistung, die im Hybridbetrieb einer mittleren Antriebs leistung entspricht, im reinen Batteriebetrieb eine Spitzenlei stung, mit der die Batterie nur kurzzeitig belastet werden darf. Im Fahrbetrieb erfordert dies von dem Fahrer, daß er zu einem auf dem Anzeigeinstrument die momentane Antriebsleistung ver folgt und zum anderen sich die gewählte Betriebsart vergegenwär tigt, z. B. durch einen Blick auf einen entsprechenden Betriebs artenschalter, um die angezeigte Antriebsleistung hinsichtlich der verfügbaren Energie zu bewerten und gegebenenfalls die ange forderte Antriebsleistung zu reduzieren.Another application example in which the requested elec tric drive power is limited, results in Hy brid vehicles. In series hybrid drives, the electrical Drive current depending on the operating mode from the battery or additional Lich supplied by a generator from a combustion motor is driven. Depending on the selected operating mode the driver has different electrical requirements that can be requested drive services available. For example, an elec trical performance in hybrid operation of a medium-sized drive performance corresponds to a top level in pure battery operation with which the battery may only be loaded for a short time. When driving, this requires the driver to become one ver the current drive power on the display instrument follows and on the other hand the selected operating mode is compared tigt, z. B. by looking at a corresponding company type switch to view the displayed drive power to evaluate the available energy and, if necessary, the required to reduce drive power.

Aus der DE 78 19 113 U1 ist ein Kombiinstrument für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren bekannt, bei dem ein erster Zeiger die momentane Drehzahl der Kurbelwelle und ein zweiter Zeiger eine höchstzulässige Drehzahl anzeigt, die in Abhängigkeit von der Motoröltemperatur ermittelt wird.DE 78 19 113 U1 is an instrument cluster for vehicles known with internal combustion engines, in which a first pointer current crankshaft speed and a second pointer one indicates the maximum permissible speed, which depends on the Engine oil temperature is determined.

Ferner ist aus der DE 36 40 452 C2 eine Anordnung zur Überwa chung von Triebwerksparametern bei Hubschraubern bekannt mit ei nem Anzeigeinstrument, bei dem ein beweglicher Zeiger einen kri tischen Momentanwert eines Triebwerksparameters anzeigt, der mittels mechanisch veränderbarer Bereichsmarkierung in Relation zu keinesfalls oder nur kurzzeitig zu überschreitenden Grenzwer ten gesetzt wird. Ein vergleichbares Anzeigegerät zur bildlichen Darstellung von Triebwerksparametern aber unter Verwendung eines elektronischen Bilddarstellungsgerätes ist aus der DE 33 15 386 A1 bekannt. Auf einem Bildschirm werden veränderbare Anzei gesymbole abgebildet, die aus einer mit einem Meßwert veränder baren inneren Kreissektorfläche und einer dazu konzentrischen Kreisringfläche mit veränderbaren Bereichs- und Grenzmarkierun gen bestehen.Furthermore, from DE 36 40 452 C2 an arrangement for monitoring Chung engine parameters in helicopters known with egg nem display instrument in which a movable pointer a kri shows the instantaneous value of an engine parameter that by means of mechanically changeable area marking in relation to limiters that can never be exceeded or only for a short time ten is set. A comparable display device for pictorial Representation of engine parameters but using a electronic image display device is from DE 33 15 386 A1 known. Changeable displays appear on a screen symbols depicted that change from one with a measured value inner circular sector area and a concentric one Circular surface with changeable area and limit markings conditions exist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung der Antriebsleistung bei Fahrzeugen mit einem Elektro- oder Hybridantrieb bereitzustellen, die den Fahrer noch besser darin unterstützen kann, seine Fahrweise auf die zur Ver fügung stehende Antriebsleistung einzustellen, so daß eine Über lastung der elektrischen Antriebskomponenten verhindert wird. The object of the invention is a generic device for monitoring the drive power in vehicles with a Provide electric or hybrid drive that the driver still can better support his driving style to the ver available drive power so that an over load of the electrical drive components is prevented.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Wei terbildungen kennzeichnen.This object is achieved by the features of claim 1, the features of the subclaims advantageous Auswei and Wei mark training.

Die Position der Bereichsmarkierung auf der Skala für die momen tanen Antriebsleistung ist veränderbar und wird mittels eines Steuersignals von dem Steuergerät in Abhängigkeit von Betriebs parametern, insbesondere der Betriebsart (Hybridbetrieb, Batte riebetrieb) festgelegt. Die Bereichsmarkierung auf der Skala für die momentane Antriebsleistung zeigt dem Fahrer beispielsweise einen Grenzwert an, der nur kurzzeitig, beispielsweise für ein Überholmanöver überschritten werden darf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt dem Fahrer die von ihm angeforderte Leistung so einzuteilen, daß die verschiedenen Antriebskomponenten nicht überlastet werden.The position of the area marker on the scale for the momen The driving power can be changed and is controlled by means of a Control signal from the control unit depending on the operation parameters, especially the operating mode (hybrid operation, battery drive operation). The range marker on the scale for the driver shows the current drive power, for example a limit that is only briefly, for example for a Overtaking maneuvers may be exceeded. The invention The device allows the driver to perform as requested to be classified so that the various drive components not be overloaded.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der folgenden Be schreibung.Further details and advantageous developments result deriving from the subclaims in connection with the following Be spelling.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar gestellt und wird nachstehend erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained below. Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung der Antriebsleistung, Fig. 1 shows a device according to the invention for monitoring the drive power,

Fig. 2 ein Diagramm für die Positionen der Bereichsmarkierun gen. Fig. 2 is a diagram for the positions of the area markings gene.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Überwachung der An triebsleistung umfaßt ein als Rundinstrument ausgebildetes An zeigeinstrument 1 mit einem zentralen, um einen Mittelpunkt drehbeweglichen Zeiger 2, der eine konzentrische analoge Skala 3, 4 für die momentan abgegebene Antriebsleistung überstreicht, sowie ein elektronisches Steuergerät 9 zur Ansteuerung des An zeigeinstrumentes 1. Die Skala kann in einen positiven Antriebs bereich 4 und in einen negativen Bremsbereich 3 unterteilt sein, der die rekuperierte, in die Batterie eingespeiste Bremsleistung anzeigt. Die Skala 3, 4 ist vorzugsweise in Kilowatt geeicht, da bei einem Elektromotor die abgegebene Antriebsleistung im we sentlichen der eingespeisten elektrischen Leistung folgt. Ein der elektrischen Leistung entsprechender Betriebsparameter P_E(t), der beispielsweise von einer Steuereinheit für das An triebsmanagement vorgebbar und rechnerisch aus dem Produkt von momentan eingespeistem elektrischen Antriebsstrom und der Batte riespannung ermittelbar ist, steuert die Zeigerstellung auf der Skala 3, 4.The device shown in Fig. 1 for monitoring the drive power comprises a round instrument designed as a display instrument 1 with a central, around a center rotatable pointer 2 , which covers a concentric analog scale 3 , 4 for the currently output drive power, and an electronic control unit 9 to control the display instrument 1 . The scale can be divided into a positive drive area 4 and a negative braking area 3 , which indicates the recuperated braking power fed into the battery. The scale 3 , 4 is preferably calibrated in kilowatts, since in the case of an electric motor the drive power delivered essentially follows the electrical power fed in. An operating parameter P _E (t) corresponding to the electrical power, which can be predefined, for example, by a control unit for the drive management and can be determined arithmetically from the product of the current electric drive current fed in and the battery voltage, controls the pointer position on the scale 3 , 4 .

Erfindungsgemäß weist das Anzeigeinstrument 1 eine oder mehrere veränderbare Bereichsmarkierungen 6, 7 zur Anzeige von Lei stungsgrenzwerten auf, deren Positionen oder Erscheinen auf der Skala 4 von dem Steuergerät 9 vorgebbar sind. Die Bereichsmar kierungen 6, 7 bewegen sich innerhalb eines konzentrischen an die Skala 4 angrenzenden Anzeigestreifens 5.According to the invention, the display instrument 1 has one or more changeable area markings 6 , 7 for displaying performance limits, the positions or appearance of which on the scale 4 can be predetermined by the control unit 9 . The range markings 6 , 7 move within a concentric display strip 5 adjacent to the scale 4 .

Die erste Bereichsmarkierung 6 zeigt einen nur kurzzeitig zu überschreitenden Grenzwert an und markiert somit die untere Grenze eines Warnbereiches, in welchem die erhöhte Leistung nur für kurze Zeit abgerufen werden darf. Die zweite Bereichsmarkie rung 7 zeigt einen absoluten, nicht überschreitbaren Grenzwert an und markiert somit die untere Grenze eines abgeriegelten Lei stungsbereiches. In sinnfälliger Weise kann die erste Bereichs markierung 6 in gelber und die zweite Bereichsmarkierung 7 in roter Farbe erscheinen.The first area marker 6 indicates a limit value that can only be exceeded for a short time and thus marks the lower limit of a warning area in which the increased power may only be called up for a short time. The second range marker 7 indicates an absolute limit value which cannot be exceeded and thus marks the lower limit of a blocked power range. The first area mark 6 can appear in yellow and the second area mark 7 in red.

Das erfindungsgemäße Anzeigeinstrument zeigt somit dem Fahrer die momentan abgegebene Antriebsleistung und setzt sie in Bezie hung zu den Leistungsreserven der Antriebskomponenten. Bevorzugt ist ein Anzeigeinstrument 1 mit zwei Bereichsmarkierungen 6, 7, da dieses den Fahrer umfassend informiert. Denkbar sind jedoch auch Anzeigeinstrumente mit einer einzigen veränderbaren Markie rung, die entweder der ersten oder der zweiten Bereichsmarkie rung entspricht. The display instrument according to the invention thus shows the driver the currently output drive power and relates it to the power reserves of the drive components. A display instrument 1 with two area markings 6 , 7 is preferred, since it provides the driver with comprehensive information. However, display instruments with a single changeable marking, which corresponds to either the first or the second area marking, are also conceivable.

Das Anzeigeinstrument 1 kann in mechanischer Bauweise ausgeführt sein, wobei die Bereichsmarkierungen 6, 7 durch flächige, um den Mittelpunkt drehbar gelagerte Masken realisierbar sind, oder es kann auf dem Bildschirm eines elektronisches Bilddarstellungsge rätes erscheinen. Eine Mischform mit einem mechanischen Zeiger und optischen Symbolen auf einer LCD-Anzeige für die Bereichs markierungen ist ebenfalls leicht realisierbar.The display instrument 1 can be designed in a mechanical design, the area markings 6 , 7 being able to be realized by flat masks which are rotatably mounted about the center, or it can appear on the screen of an electronic image display device. A mixed form with a mechanical pointer and optical symbols on an LCD display for the area markings is also easy to implement.

Die in Fig. 1 gezeigten Positionen der Bereichsmarkierungen 6, 7 beziehen sich auf einen Batteriebetrieb mit vollgeladener Batte rie, die für eine Dauerleistung von 30kW und einer kurzzeitig entnehmbaren Spitzenleistung von maximal 50kW ausgelegt ist. Überschreitet der Zeiger 2 die erste Bereichsmarkierung 6 bei 30kW, weist dies den Fahrer darauf hin, daß er die momentan an geforderte Leistung bald zurücknehmen muß, wenn er eine Überhit zung oder eine zu starke Beanspruchung der Batterie verhindern will. Weiterhin zeigt die zweite Bereichsmarkierung 7 die Ober grenze der entnehmbaren Leistung an. Die Obergrenze kann, wie in diesem Fall, physikalisch gegeben sein, sie kann aber auch einer durch das Antriebsmanagement des Fahrzeugs festgelegten Lei stungsbegrenzung entsprechen, welche beispielsweise unter dem Gesichtspunkt erstellt wurde, eine vorgegebene Wegstrecke mit dem vorhandenen Energievorrat zurücklegen zu können.The positions of the area markings 6 , 7 shown in FIG. 1 relate to battery operation with a fully charged battery, which is designed for a continuous output of 30 kW and a peak power of 50 kW which can be removed for a short time. If the pointer 2 exceeds the first area marking 6 at 30 kW, this indicates to the driver that he must take back the power currently demanded soon if he wants to prevent overheating or excessive stress on the battery. Furthermore, the second area marker 7 shows the upper limit of the power that can be removed. The upper limit can, as in this case, be given physically, but it can also correspond to a power limitation defined by the drive management of the vehicle, which was created, for example, from the point of view of being able to cover a predetermined distance with the available energy supply.

Die Stellung des Zeigers 2 und die Positionen der Bereichsmar kierungen 6, 7 werden dem Anzeigegerät 1 durch entsprechende Steuersignale 8 von dem Steuergerät 9 vorgegeben. Die entspre chenden Werte ermittelt das Steuergerät 9 in Abhängigkeit von Betriebsparametern 11 (P_E(t), P_V(t), MOD, T_B, T_G, T_V, L_B) und Leistungskenngrößen (P_B1, P_B2, P_G, P_V), die sich auf die An triebskomponenten beziehen und zu denen entsprechende Werte in einem Speicher 10 abgelegt sind. Das Verfahren zur Ermittlung der Steuersignale 8 richtet sich dabei zunächst nach der momen tanen Betriebsart (Batteriebetrieb, Hybridbetrieb), die dem Steuergerät 9 durch den Betriebsparameter MOD bekannt ist, der beispielsweise von dem Antriebsmanagement des Fahrzeugs einen entsprechenden Wert zugewiesen bekommt. The position of the pointer 2 and the positions of the range markings 6 , 7 are given to the display device 1 by corresponding control signals 8 from the control device 9 . The corresponding values are determined by the control unit 9 as a function of operating parameters 11 (P _E (t), P _V (t), MOD, T _B , T _G , T _V , L _B ) and performance parameters (P _B1 , P _B2 , P _G , P _V ), which relate to the drive components and to which corresponding values are stored in a memory 10 . The method for determining the control signals 8 is initially based on the current operating mode (battery operation, hybrid operation), which is known to the control unit 9 by the operating parameter MOD, which is assigned a corresponding value, for example, by the drive management of the vehicle.

Bei einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug im reinen Batteriebetrieb bestimmt sich das Steuersignal für die Zeiger stellung des Zeigers 2 aus der momentanen dem Elektromotor ein gespeisten elektrischen Leistung P_E(t). Zur Vorgabe der Position der ersten Bereichsmarkierung 6 ermittelt das Steuergerät 9 die Dauerleistung P_B1, die der Batterie des Fahrzeugs über einen längeren Zeitraum hinweg entnehmbar ist. Im einfachsten Fall wird ein entsprechender, im Speicher 10 abgelegter Wert herange zogen, im Ausführungsbeispiel sind dies 30kW. Zur Vorgabe der Position der zweiten Bereichsmarkierung 7 ermittelt das Steuer gerät 9 die Spitzenleistung P_B2, welche der Batterie nur kurz zeitig und in zeitlichen Abständen, welche eine Erholung der Batterie zulassen, entnehmbar ist. Im einfachsten Fall wird auch hier ein entsprechender, im Speicher 10 abgelegter Wert herange zogen, im Ausführungsbeispiel sind dies 50kW.In the case of an electric vehicle or a hybrid vehicle in pure battery operation, the control signal for the pointer position of the pointer 2 is determined from the current electric power P _E (t) fed to the electric motor. To specify the position of the first area marker 6, the control unit 9 determines the continuous power P _B1 , which can be drawn from the battery of the vehicle over a longer period of time. In the simplest case, a corresponding value stored in the memory 10 is used, in the exemplary embodiment this is 30 kW. To specify the position of the second area marker 7, the control device 9 determines the peak power P _B2 , which can only be removed from the battery for a short time and at time intervals which allow the battery to recover. In the simplest case, a corresponding value stored in the memory 10 is also used here, in the exemplary embodiment this is 50 kW.

Bei Hybridfahrzeugen muß zwischen zwei Arten von Antrieben un terschieden werden. Bei Serienhybridantrieben wird ein Elektro motor von einer Batterie gespeist, die im Hybridbetrieb durch einen Generator unterstützt wird, der von einem Verbrennungsmo tor angetrieben wird. Bei Parallelhybridantrieben werden im Hy bridbetrieb die Drehmomente eines von einer Batterie gespeisten Elektromotors und eines Verbrennungsmotors in einer Summierein richtung (Getriebe) mechanisch addiert.In hybrid vehicles un between two types of drives be distinguished. In series hybrid drives, an electric motor powered by a battery that is in hybrid operation a generator is supported by a combustion engine gate is driven. With parallel hybrid drives, the Hy bridbetrieb the torques one fed by a battery Electric motor and an internal combustion engine in a totalizer direction (gear) mechanically added.

Demnach bestimmt sich bei einem Fahrzeug mit Serienhybridantrieb im Hybridbetrieb das Steuersignal für die Zeigerstellung des Zeigers 2 in gleicher Weise wie beim reinen Batteriebetrieb aus der momentanen elektrischen Antriebsleistung P_E(t), welche den Elektromotor speist. Zur Vorgabe der Position der ersten Be reichsmarkierung 6 ermittelt das Steuergerät 9 die Dauerleistung P_B1 sowie die maximal dem Generator entnehmbare Generatorlei stung P_G und summiert beide Werte. Im einfachsten Fall werden entsprechende, im Speicher 10 abgelegte Werte für die Lei stungskenngrößen herangezogen, im Ausführungsbeispiel sind dies 30kW für die Dauerleistung P_B1 und 35kW für die Generatorlei stung P_G, so daß die erste Bereichsmarkierung 6 bei 65kW er scheint. Der Vorgabewert für die zweite Bereichsmarkierung 7 wird analog ermittelt, wobei die Dauerleistung P_B1 durch die Spitzenleistung P_B2 ersetzt ist. Mit den Werten des Ausführungs beispiels ergibt sich daher ein rechnerischer Summenwert von 85kW. Wenn jedoch, wie in dem Ausführungsbeispiel angenommen, der Elektromotor nur für eine Leistung P_E von maximal 70kW aus gelegt ist, bedeutet dies, daß keine Einschränkung seitens der Batterie oder des Generators vorliegt, so daß die zweite Be reichsmarkierung 7 entfallen kann. Das Erscheinen der zweiten Bereichsmarkierung 7 wird daher so gesteuert, daß diese nur er scheint wenn die errechnete untere Schranke für den abgeriegel ten Leistungsbereich die Leistung P_E des Elektromotors nicht überschreitet.Accordingly, in a vehicle with series hybrid drive in hybrid operation, the control signal for the pointer position of pointer 2 is determined in the same way as in pure battery operation from the instantaneous electrical drive power P _E (t) which feeds the electric motor. To specify the position of the first range marker 6, the control unit 9 determines the continuous power P _B1 and the maximum generator power P _{G that} can be drawn from the generator and sums both values. In the simplest case, corresponding values stored in the memory 10 are used for the performance parameters, in the exemplary embodiment these are 30 kW for the continuous power P _B1 and 35 kW for the generator power P _G , so that the first area marking 6 appears at 65 kW. The default value for the second area marker 7 is determined analogously, the continuous power P _{B1 being} replaced by the peak power P _B2 . With the values of the execution example, a calculated total value of 85kW results. However, if, as assumed in the exemplary embodiment, the electric motor is only designed for a power P _E of at most 70 kW, this means that there is no restriction on the part of the battery or the generator, so that the second loading area marking 7 can be omitted. The appearance of the second area marker 7 is therefore controlled so that it only appears if the calculated lower bound for the closed power range does not exceed the power P _{E of} the electric motor.

Bei einem Fahrzeug mit Parallelhybridantrieb im Hybridbetrieb muß, da das Anzeigeinstrument 1 die gesamte Antriebsleistung an zeigen soll, zur Gewinnung eines Vorgabewertes für die Stellung des Zeigers 2 eine Summe aus der Leistung des Elektromotors und des Verbrennungsmotors gebildet werden. Dies kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß die momentane verbrennungsmotorische Leistung auf ein elektrisches Leistungsäquivalent P_V(t) abgebil det wird, welches dem Betriebsparameter für die elektrische An triebsleistung P_E(t) rechnerisch hinzuaddiert wird. Zur Vorgabe der Position der ersten Bereichsmarkierung 6 ermittelt das Steu ergerät 9 die Dauerleistung P_B1 sowie die maximal dem Verbren nungsmotor entnehmbare Antriebsleistung P_V und summiert beide Werte. Im einfachsten Fall werden entsprechende, im Speicher 10 abgelegte Werte für die Leistungskenngrößen herangezogen. Der Vorgabewert für die zweite Bereichsmarkierung 6 wird analog er mittelt, wobei die Dauerleistung P_B1 durch die Spitzenleistung P_B2 ersetzt ist.In a vehicle with a parallel hybrid drive in hybrid operation, since the display instrument 1 is to show the entire drive power, a sum of the power of the electric motor and the internal combustion engine must be formed to obtain a default value for the position of the pointer 2 . This can be done, for example, in such a way that the instantaneous internal combustion engine power is mapped to an electrical power equivalent P _V (t) which is added to the operating parameter for the electrical drive power P _E (t). To specify the position of the first area marker 6, the control unit 9 determines the continuous power P _B1 and the maximum drive power P _V that can be drawn from the internal combustion engine and sums both values. In the simplest case, corresponding values stored in the memory 10 are used for the performance parameters. The default value for the second area marker 6 is determined analogously, the continuous power P _{B1 being} replaced by the peak power P _B2 .

Die abgespeicherten Werte entsprechen den Leistungskenngrößen P_B1, P_B2, P_G, P_V unter Normalbedingungen. Werden ausschließlich abgespeicherte Werte zur Ermittlung der Vorgabewerte für die Po sitionen der Bereichsmarkierungen 6, 7 herangezogen, ergeben sich Ungenauigkeiten, wenn die tatsächlich vorliegenden Bedingungen von den Normalbedingungen abweichen. In einer vorteilhaften Wei terbildung ist daher vorgesehen, daß Abweichungen von den Nor malbedingungen dadurch berücksichtigt werden, daß aktuelle Be triebsparameter in die Berechnung einbezogen werden, beispiels weise unter Verwendung von experimentell bestimmbaren Kennfel dern. Wichtige Betriebsparameter sind beispielsweise die Batte rietemperatur T_B, die Generatortemperatur T_G und Temperatur des Verbrennungsmotors T_V, die jeweils durch geeignete Meßwertauf nehmer aufgenommen werden können. In dieser Weise werden die durch die Bereichsmarkierungen angezeigten Warnbereiche vorver legt, wenn eine oder mehrere Antriebskomponenten überhitzt sind oder wenn sich beispielsweise der Verbrennungsmotor noch in der Kaltstartphase befindet und seine abgebbare Leistung daher ein geschränkt ist. Für das Ausführungsbeispiel eines Serienhybri dantriebs ergibt sich folgender typischer Ablauf: Wenn der Gene rator nicht in Betrieb ist, erscheint die erste Bereichsmarkie rung 6 bei 30kW und die zweite Bereichsmarkierung 7 bei 50kW. Ist die Batterie nach einiger Zeit erhitzt, verschieben sich die Bereichsmarkierungen, so daß z. B. die erste Bereichsmarkierung bei 25kW und die zweite bei 40kW erscheint. Wird nun die Be triebsart auf Hybridbetrieb umgestellt, wobei der Generator mit betriebswarmem Verbrennungsmotor angetrieben wird, wandert die erste Bereichsmarkierung auf eine Position bei 60kW, der Summe aus P_B1=25kW und P_G=35kW entsprechend. Die zweite Bereichsmar kierung verschwindet, da die Summe aus P_B2=40kW und P_G=35kW die maximale Leistung P_E des Elektromotors (70kW) überschreitet.The stored values correspond to the performance parameters P _B1 , P _B2 , P _G , P _V under normal conditions. If only stored values are used to determine the default values for the positions of the area markings 6 , 7 , inaccuracies result if the actually existing conditions deviate from the normal conditions. In an advantageous further training it is therefore provided that deviations from the normal conditions are taken into account by including current operating parameters in the calculation, for example using experimentally determinable characteristics. Important operating parameters are, for example, the battery temperature T _B , the generator temperature T _G and the temperature of the internal combustion engine T _V , each of which can be recorded by a suitable sensor. In this way, the warning areas indicated by the area markings are pre-set if one or more drive components are overheated or if, for example, the internal combustion engine is still in the cold start phase and its output is therefore restricted. The following typical sequence results for the exemplary embodiment of a series hybrid drive: When the generator is not in operation, the first range marker 6 appears at 30 kW and the second range marker 7 at 50 kW. If the battery is heated after some time, the area markings shift, so that z. B. the first range marker appears at 25kW and the second at 40kW. If the operating mode is now switched to hybrid operation, with the generator being driven with the internal combustion engine at operating temperature, the first area marking moves to a position at 60 kW, corresponding to the sum of P _B1 = 25 kW and P _G = 35 kW. The second range marking disappears because the sum of P _B2 = 40kW and P _G = 35kW exceeds the maximum power P _{E of} the electric motor (70kW).

Ein weiterer wichtiger Betriebsparameter, der die zur Verfügung stehende Antriebsleistung beeinflußt, ist der Ladezustand der Batterie L_B, da bei geringer Aufladung die tatsächlich entnehm baren Dauer- und Spitzenleistungen P_B1, P_B2 der Batterie deut lich herabgesetzt sind. Eine Weiterbildung sieht daher eine Be rücksichtigung des Ladezustandes L_B bei der Ermittlung der Vor gabewerte für die Positionen der Bereichsmarkierungen vor. Another important operating parameter that influences the available drive power is the state of charge of the battery L _B , since with low charging the permanent and peak powers P _B1 , P _{B2 of} the battery that can actually be removed are significantly reduced. A further development therefore provides for the state of charge L _B to be taken into account when determining the preset values for the positions of the area markings.

Dies wird anhand des bereits eingeführten Ausführungsbeispiels für eine Serienhybridantrieb in Fig. 2 verdeutlicht. Bei hybri der Betriebsart wird während der Fahrt die Batterie immer dann nachgeladen, wenn die angeforderte Antriebsleistung unter der Leistung des Generators liegt. Dies verhindert nicht, daß bei hoher Fahrgeschwindigkeit der Ladezustand der Batterie ständig sinkt. Solange der Ladezustand noch ausreichend hoch ist, d. h. größer als ein erster Ladungsgrenzwert L_B1 (40%), befindet sich die erste, gelbe Bereichsmarkierung 6′ in einer Position bei 65kW, entsprechend der Summe aus P_B1=30kW und P_G=35kW. Die zwei te, rote Bereichsmarkierung 7′ erscheint nicht, da die Summe aus Spitzenleistung P_B2 und Geratorleistung P_G die maximale Leistung des Elektromotors P_E (70kW) überschreitet, die absolute Lei stungsgrenze also nicht durch die Generator- und Batterielei stung gegeben ist. Sobald der Ladezustand L_B von dem ersten Grenzwert L_B1 (40%) auf einen zweiten Grenzwert L_B2 (30%) sinkt, sinkt auch die der Batterie entnehmbare Dauerleistung P_B1 auf null herab. Dementsprechend fällt die erste Bereichsmarkierung 6′ in der Weise kontinuierlich ab, daß beim Erreichen des zwei ten Ladungsgrenzwert L_B2 (30%) die Bereichsmarkierung 6′ auf dem Wert für die Generatorleistung P_G (35kW) stehen bleibt. In dem Ladungsbereich zwischen erstem Ladungsgrenzwert L_B1 und zweitem Ladungsgrenzwert L_B2 reduziert sich also der Beitrag der Batte rie zur gesamten anforderbaren Leistung immer mehr. Die zweite Bereichsmarkierung 7′ bleibt zunächst ohne Anzeige, weil auch bei einer dem zweiten Ladungsgrenzwert L_B2 (30%) entsprechenden Restladung die volle Spitzenleistung P_B2 der Batterie noch kurz zeitig abrufbar ist. Erst bei weiterem Absinken der Batteriela dung von dem zweiten Ladungsgrenzwert L_B2 (30%) auf einen drit ten Ladungsgrenzwert L_B3 (20%) sinkt die Spitzenleistung P_B2 oder wird die abrufbare Batterieleistung vom Antriebsmanagement des Fahrzeugs kontinuierlich heruntergeregelt, so daß gleichzei tig die zweite, rote Bereichsmarkierung 7′ von einem oberen, der Elektromotorleistung entsprechenden Wert (70kW) auf den der Ge neratorleistung P_G entsprechenden Wert (35kW) wandert, wo sie mit der ersten, gelben Bereichsmarkierung 6′ zusammenfällt, wel che dann verschwindet. In diesem Ladungsbereich zwischen zweitem und drittem Ladungsgrenzwert L_B2, L_B3 ist nur noch kurzzeitig eine durch die zweite, rote Bereichsmarkierung 7′ begrenzte Lei stung abrufbar. Unterhalb dieses Ladungsbereiches steht Batte rieleistung zunächst nicht zur Verfügung.This is illustrated in FIG. 2 using the exemplary embodiment already introduced for a series hybrid drive. With hybri operating mode, the battery is always recharged while driving when the requested drive power is below the power of the generator. This does not prevent the state of charge of the battery from constantly falling at high driving speeds. As long as the state of charge is still sufficiently high, ie greater than a first charge limit value L _B1 (40%), the first, yellow area marking 6 ′ is in a position at 65 kW, corresponding to the sum of P _B1 = 30 kW and P _G = 35 kW. The second, red area marking 7 'does not appear because the sum of peak power P _B2 and gerator power P _G exceeds the maximum power of the electric motor P _E (70kW), so the absolute power limit is not given by the generator and battery power. As soon as the state of charge L _B drops from the first limit value L _B1 (40%) to a second limit value L _B2 (30%), the continuous power P _B1 which can be drawn from the battery also drops to zero. Accordingly, the first range marker 6 'falls continuously in such a way that when the second charge limit value L _B2 (30%) is reached, the range marker 6 ' remains at the value for the generator power P _G (35 kW). In the charge range between the first charge limit value L _B1 and the second charge limit value L _B2 , the contribution of the battery to the total demandable power is reduced more and more. The second area marking 7 'initially remains without display, because even with a residual charge corresponding to the second charge limit value L _B2 (30%), the full peak power P _{B2 of} the battery can still be called up briefly. Only when the battery charge drops further from the second charge limit value L _B2 (30%) to a third charge limit value L _B3 (20%) does the peak power P _B2 drop or is the battery power that can be called continuously reduced by the drive management of the vehicle, so that at the same time second, red area marking 7 'from an upper value corresponding to the electric motor power (70kW) to the value corresponding to the generator power P _G (35kW), where it coincides with the first, yellow area marking 6 ', which then disappears. In this charge area between the second and third charge limit value L _B2 , L _B3 , a power limited by the second, red area marking 7 'can only be called up for a short time. Battery power is initially not available below this charge range.

Es kann jedoch weiterhin vorgesehen sein, daß auch unterhalb des dem dritten Ladungsgrenzwert L_B3 (20%) entsprechenden Batterie ladezustandes eine kurzeitige Leistungsabgabe aus der Batterie durch Übergas (Kick-down) abrufbar ist. Hierbei kann die zweite Bereichsmarkierung blinkend aufleuchten, wobei die Blinkfrequenz oder alternativ die Pulsbreite ein Maß für die noch der Batterie entnehmbare Leistung ist.However, provision can furthermore be made for a short-term power output from the battery to be called up by excess gas (kick-down) even below the battery charge state corresponding to the third charge limit value L _B3 (20%). In this case, the second area marking can flash up, the flashing frequency or alternatively the pulse width being a measure of the power that can still be drawn from the battery.

Die dargestellte Ermittlung der Vorgabewerte für die Bereichs markierungen in Abhängigkeit vom Ladezustand der Batterie ist ohne weiteres in der Weise erweiterbar, daß weitere Betriebspa rameter berücksichtigt werden. Insbesondere ist eine Kombination mit der weiter oben dargelegten Berücksichtigung der Temperatur verschiedener Antriebskomponenten möglich.The shown determination of the default values for the area markings depending on the state of charge of the battery easily expandable in such a way that additional operating pa parameters are taken into account. In particular is a combination with the temperature set forth above different drive components possible.

Claims

1. Device for monitoring the drive power in vehicles with an electric or hybrid drive comprehensive

a display instrument with a pointer that sweeps over an analog scale for the drive power currently output,
- An electronic control unit for controlling the display instrument depending on operating parameters, in particular for specifying the pointer position depending on the current electrical drive power, characterized in that the display instrument ( 1 ) has at least one changeable area marking ( 6 , 7 ) for displaying a power limit value points, whose appearance and position on the scale ( 4 ) can be specified by the control unit ( 9 ) and depending on operating parameters (P _E (t), P _V (t), MOD, T _B , T _G , T _V , L _B ) and from values stored in a memory ( 10 ) for performance parameters (P _B1 , P _B2 , P _G , P _G ), which are related to the drive components, it is averaged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that for specifying the position ( 6 ') of a first area marker ( 6 ), which represents a value to be exceeded only for a short time, the removable continuous power (P _B1 ) of the battery using a corresponding stored performance parameter is determined by the control unit ( 9 ), and in the case of pure battery operation, the value determined in this way determines the position of the first area marker ( 6 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the case of a series hybrid drive in hybrid operation, the maximum removable generator power (P _G ) is determined by the control unit using a corresponding stored performance parameter and the arithmetic sum of this value and the value for the continuous power (P _B1 ) the battery position ( 6 ') of the first area marker ( 6 ) be determined.

4. The device according to claim 2, characterized in that in a parallel hybrid drive in hybrid operation, the maximum removable internal combustion engine power (P _V ) un using a corresponding stored performance parameter is determined by the control unit ( 9 ) and the arithmetic sum of this value and the value for the continuous power (P _B1 ) of the battery determines the position of the first area marker ( 6 ), with a predetermined sum of the instantaneous electrical power of the electric motor P _E (t) and that for specifying the position of the pointer ( 2 ) instantaneous mechanical power P _V (t) of the internal combustion engine is formed.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that for specifying the position ( 7 ') a second range marker ( 7 ), which represents a limit not to be exceeded, the short-term peak power (P _B2 ) of the battery using a corresponding stored performance parameter is determined by the control unit ( 9 ), and in the case of pure battery operation, the determined value for the peak power (P _B2 ) determines the position of the second area marking ( 9 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that in the case of a series hybrid drive in hybrid operation, the maximum removable generator power (P _G ) is determined by using a corresponding stored power parameter from the control unit ( 9 ) and the sum of this value and the value for the peak power (P _B2 ) of the battery determines the position ( 9 ') of the second area marker ( 9 ).

7. The device according to claim 5, characterized in that in a parallel hybrid drive in hybrid operation, the maximum removable internal combustion engine power (P _V ) un using a corresponding stored performance parameter is determined by the control unit ( 9 ) and the sum of this value and the Value for the peak power (P _B2 ) of the battery determines the position of the second area marking, with a sum of the current electrical power of the electric motor P _E (t) and the current mechanical power P _V (t) of the internal combustion engine being used to specify the pointer position is formed.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that when determining the performance characteristics (P _B1 , P _B2 , P _G , P _V ) for the battery, the generator or the internal combustion engine, operating parameters of the corresponding drive components detected by measurement are taken into account.

9. The device according to claim 8, characterized in that the temperature (T _B , T _G , T _V ) of the corresponding drive components are taken into account as the metrologically detected operating parameters.

10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that when determining the removable continuous power (P _B1 ) or peak power (P _B2 ) also a measured value for the state of charge L _{B of} the battery is received, at least in such a way that at decreasing state of charge, the permanent power (P _B1 ) and the peak power (P _B2 ) decrease.