專利名稱：用于調節(jié)混合動力車輛中的怠速的方法和裝置的制作方法
用于調節(jié)混合動力車輛中的怠速的方法和裝置
現(xiàn)有技術本發(fā)明涉及一種用于對在混合動力車輛中的怠速進行調節(jié)的方法，期中至少兩個驅動裝置共同或分開地用于驅動混合動力車輛，并且為了調節(jié)怠速而將額定值和實際值進行比較，其中與所述比較相關地通過改變調節(jié)的至少一個放大系數(shù)來調節(jié)額定轉速，本發(fā)明還涉及一種用于實施該方法的裝置。具有混合驅動結構的車輛具有內燃機和大多作為第二驅動裝置的電機。因此，驅動扭矩在混合動力車輛的行駛運行期間可以由兩個驅動裝置來施加。為了維持最小轉速，內燃機具有怠速調節(jié)器，其將額定轉速與實際轉速進行比較，并且由該比較產生調節(jié)轉矩，該調節(jié)轉矩調節(jié)額定轉速。該調節(jié)在此包括放大系數(shù)，該放 大系數(shù)在應用過程中匹配于相應的馬達。根據(jù)通過傳動線路、馬達和車輛構成的各個受控系統(tǒng)的狀態(tài)，取決于內燃機是熱或是冷、或者以第一擋位或以其它擋位行駛，來選擇不同的放大系數(shù)，這些放大系數(shù)作為參數(shù)組使用。在此，較高的放大系數(shù)改進了怠速調節(jié)器的動力(Dynamik)0但是如果放大系數(shù)過高，則會出現(xiàn)調節(jié)器輸出信號振蕩，這導致調節(jié)不穩(wěn)定。在混合動力車輛中，電機在形成和取消由電機發(fā)出的轉矩時具有明顯高于內燃機的動力。然而必須考慮，為了進行怠速調節(jié)電機僅發(fā)出受限的轉矩或根本不發(fā)出轉矩，這例如歸因于為電機供給能量的高壓電池沒電或電機過熱。所以，在混合動力車輛的怠速調節(jié)器中的調節(jié)放大系數(shù)僅如此高地選擇，使得在未由電機支持的情況下也獲得穩(wěn)定的怠速。添加了另外的參數(shù)組、例如“以電機輔助的冷內燃機”或“不以內燃機輔助的冷內燃機”會使內燃機的參數(shù)組加倍，并且因此是非常耗費的，所述參數(shù)組在內燃機的怠速調節(jié)時指示電機停止運轉。本發(fā)明的公開內容
在此，根據(jù)本發(fā)明具有權利要求I的特征的、用于對在混合動力車輛中的怠速進行調節(jié)的方法的優(yōu)點在于，調節(jié)動力匹配于兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的實際傳輸特性。由于用于兩個驅動裝置的怠速調節(jié)同時實現(xiàn)，其中如果在兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率下降，則至少一個放大系數(shù)連續(xù)地匹配于兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率，在兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率下降時實現(xiàn)了 兩個驅動裝置的怠速調節(jié)逐漸轉換成第二驅動裝置的唯一的怠速調節(jié)。因此根據(jù)兩個驅動裝置的運行狀態(tài)總是調整最佳的穩(wěn)定的怠速調節(jié)，其中兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的動力根據(jù)其功率或傳輸特性總是被同時考慮。通過考慮第一驅動裝置的功率輸出的中間狀態(tài)，總是實現(xiàn)調節(jié)的高穩(wěn)定性，并且可靠地防止怠速調節(jié)器的輸出信號的振蕩。有利地，怠速調節(jié)包括多個放大系數(shù)，其中一放大系數(shù)連續(xù)地匹配于兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率。這種匹配總是確保在調節(jié)動力和怠速調節(jié)器的輸出信號的穩(wěn)定性之間最佳的協(xié)調性。在一種設計方案中，所有放大系數(shù)同時連續(xù)地匹配于兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率。這可以通過怠速調節(jié)器的輸出信號的簡單變換來實現(xiàn)，因為調節(jié)的所有放大系數(shù)進入輸出信號?？梢苑艞売糜谟绊憙H單個的放大系數(shù)的、耗費的計算。
在一種改進方案中，怠速調節(jié)(部)包括成比例作用的傳遞單元、積分作用的傳遞單元和微分作用的傳遞單元，其中對于每個傳遞單元存在獨立的放大系數(shù)。通過這些不同的傳遞單元可以調整在調節(jié)技術方面的狀態(tài)的多樣性。有利地，為了調節(jié)怠速，為放大系數(shù)施加怠速調節(jié)系數(shù)。怠速調節(jié)系數(shù)在兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率下降時形成動力喪失。借助于怠速調節(jié)系數(shù)僅使調節(jié)動力回到如此程度，如兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率下降所需的那樣。用于第二驅動裝置的不同狀態(tài)的調節(jié)系數(shù)未與此相關地(davon unberiihrt)保持。在一種設計方案中，怠速調節(jié)系數(shù)越小，兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率就越小。通過測量受控系統(tǒng)的傳輸特性來正確地確定怠速調節(jié)系數(shù)，其中受控系統(tǒng)包括兩個驅動裝置。在例如受控系統(tǒng)的傳輸特性變差的情況下，降低該系數(shù)。對怠速調節(jié)特性的特別簡單的調整由此實現(xiàn)將用于調節(jié)怠速的放大系數(shù)與用于第一驅動裝置的怠速調節(jié)系數(shù)相乘。通過這種乘法，怠速調節(jié)放大系數(shù)可以反差弱地(weich)、在此無級地匹配于兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的當前功率，其中在怠速調節(jié) 時考慮兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的每個運行狀態(tài)。在一種改進方案中，怠速調節(jié)系數(shù)隨著兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率線性地下降。在此，怠速調節(jié)系數(shù)的第一值配屬于第一驅動裝置的滿功率，而怠速調節(jié)系數(shù)的第二值示出了第一驅動裝置的缺失的功率。兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率的中間值然后相應于怠速調節(jié)系數(shù)的值，該值線性地在怠速調節(jié)系數(shù)的第一值和第二值之間得出。替代地，怠速調節(jié)系數(shù)由特征曲線得出，所述特征曲線包括作為輸入值的、兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的當前最大可用功率。通過這種特征曲線可以特別好地描繪在功率和怠速調節(jié)系數(shù)之間的非線性關系。如果應在確定怠速調節(jié)系數(shù)時考慮到影響兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率的其它影響系數(shù)，則上述情況總是特別令人關注。有利地，兩個驅動裝置設計成內燃機和電機，其中電機的功率改變。由于電機具有比內燃機更高的調節(jié)動力、即更迅速地對調節(jié)信號作出響應，因此在電機的功率最大時，其調節(jié)動力在怠速調節(jié)中被完全利用。借助于怠速調節(jié)系數(shù)僅使電機的調節(jié)動力回到如此程度，如在電機的功率減小時所需的那樣。在功率減小時，電機因此總是還用于調節(jié)怠速轉速。在一種改進方案中，電機的當前可用轉矩作為可用功率來測量，并且怠速調節(jié)系數(shù)與當前測量的轉矩來確定。通過測量轉矩而連續(xù)地確定電機的功率，其中每個測量值配備有怠速調節(jié)系數(shù)，這允許無級地調整放大系數(shù)并且進而調節(jié)(過程)。在一種設計方案中，電機的溫度和/或供給電機的高壓電池的當前可用電流用作特征曲線的輸入值。因此在怠速調節(jié)時同時考慮影響電機功率的參數(shù)。在電池沒電或電機過熱時，其不再提供功率，并且因此不再提供用于怠速調節(jié)。本發(fā)明的另一種改進方案涉及一種用于對在混合動力車輛中的怠速進行調節(jié)的裝置，其中至少兩個驅動裝置共同或分開地用于驅動混合動力車輛，并且為了調節(jié)怠速而將額定值和實際值進行比較，其中與所述比較相關地通過改變調節(jié)(部)的至少一個放大系數(shù)來調節(jié)額定轉速。為了使調節(jié)動力匹配于兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的實際傳輸特性，設置器件，所述器件能實現(xiàn)用于至少兩個驅動裝置的怠速調節(jié)同時進行，其中調節(jié)的至少一個放大系數(shù)連續(xù)地匹配于兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的功率。因此在兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的不同功率時可以實現(xiàn)最佳的并且穩(wěn)定的怠速調節(jié)，并且使怠速調節(jié)無級地匹配于第一驅動裝置的各個功率狀態(tài)。這確保了 怠速調節(jié)器的調節(jié)動力僅僅連續(xù)地回到如此程度，如第一驅動裝置的功率降低那樣。因此在所有狀態(tài)中確保了完全充分利用可能的系統(tǒng)動力，但是盡管如此也總是確保調節(jié)的穩(wěn)定性。駕駛員在混合動力車輛的穩(wěn)定的、無振蕩的怠速調節(jié)中察覺到這一點。有利地，設置怠速調節(jié)器、優(yōu)選PID調節(jié)器，其對第一和第二驅動裝置的怠速一起進行調節(jié)。借助于僅一個調節(jié)器同時實施第一和第二驅動裝置的怠速調節(jié)?？梢苑艞壍诙{節(jié)器和在兩個調節(jié)器之間必須的調諧，由此獲得了成本經濟的解決方案。在一種設計方案中，怠速調節(jié)器是控制單元的組成部分，所述控制單元測量兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的輸出功率，其輸出功率改變。因此所有對于兩個驅動裝置必要的調節(jié)和控制過程合并在僅一個唯一的控制單元中。在一種改進方案中，所述第一驅動裝置設計成電機，其輸出功率改變，其中所述第二驅動裝置是內燃機。由于電機具有比內燃機更高的調節(jié)動力，因此其在每個功率狀態(tài)中有助于在怠速調節(jié)中的動力。本發(fā)明允許大量的實施方式。其中一種實施方式要根據(jù)在附圖
中示出的示意圖詳細地闡述。附圖中示出
圖I示出了設計成并聯(lián)式混合動力車輛的混合動力車輛的示意圖，
圖2示出了用于根據(jù)本發(fā)明的受控系統(tǒng)的實施例，
圖3示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的示意性流程圖。相同的特征以相同的附圖標記來標注。圖I示出了設計成并聯(lián)式混合動力車輛(Parallelhybrid)的混合動力車輛。在該設計方案中，電機I布置在內燃機3的驅動軸2上。內燃機3通過分離離合器4與電機
I連接。電機I通過啟動離合器5通向變矩器6，該變矩器與變速器7連接。變速器7被引導到軸8上，在該軸上布置了車輪9、10，所述車輪由所描述的傳動系來驅動。電機I由高壓電池11供給能量，該高壓電池通過換流器12與電機I連接。電機I和內燃機3由控制設備13來控制?？刂圃O備13包括怠速調節(jié)器14，其同時調節(jié)內燃機3和電機I的怠速。給出了不同的工作范圍，其中可以運行并聯(lián)式混合動力車輛。在第一工作范圍中，分離離合器4斷開并且內燃機3與傳動系分離并自動停止，第一工作范圍被稱為純電力驅動(eDrive)，這是因為混合動力車輛純電地通過電動接通的電機I和存儲在高壓電池11中的能量來驅動。如果存在不能再由電機I單獨獲得的能量要求，則內燃機3自動起動，并且耦合到傳動系上，這通過閉合分離離合器4來實現(xiàn)。內燃機3現(xiàn)在用于驅動混合動力車輛。在混合動力車輛的怠速時調整最小轉速。在此基于閉合分離離合器4，并且由電機I和內燃機3共同驅動混合動力車輛。如在圖2中示出，在有缺陷的駕駛員愿望時需要實現(xiàn)的并且例如在每分鐘800和900轉之間的額定轉速nS()11被引導至加法器17，在其上同樣存在帶有相反符號的實際轉速nIst。借助于轉速表16檢測該實際轉速nIst，該轉速表與在電機I的輸出端處的驅動軸2對置，并且將所檢測的怠速轉速通知給控制設備13和包含在其中的怠速調節(jié)器14。在此基于加法器17是怠速調節(jié)器14的組成部分。、
由加法器17發(fā)送給怠速調節(jié)器14的轉速差通過怠速調節(jié)器14來評估。在此情況下，怠速調節(jié)器14是PID調節(jié)器，該PID調節(jié)器包括比例傳遞單元、積分傳遞單元和微分傳遞單元。這些傳遞單元中的每一個通過放大系數(shù)來調整，該放大系數(shù)與由加法器17提供的差動信號相關地來選擇，由此所有三個傳遞單元有助于進行調節(jié)。比例傳遞單元、積分傳遞單元和微分傳遞單元的輸出參數(shù)相加并且形成了控制器的輸出信號，該輸出信號在乘法器18中與怠速調節(jié)系數(shù)Fui相乘。怠速調節(jié)系數(shù)Fui考慮到電機I的功率，該電機在每個調節(jié)循環(huán)的時間點產生該功率。通過將怠速調節(jié)系數(shù)Fui與怠速調節(jié)器14的輸出信號相乘，比例傳遞單元、積分傳遞單元和微分傳遞單元的放大系數(shù)中的每一個同時由怠速調節(jié)系數(shù)Fui來影響。怠速調節(jié)器14的、與怠速調節(jié)系數(shù)Fui相乘的輸出信號然后被輸送給受控系統(tǒng)，該受控系統(tǒng)由具有內燃機3和電機I的傳動系組成，其中電機I和內燃機3在產生所希望的怠速轉速時反作用于當前的怠速轉速，以便使額定值巧⑴和實際值nIst之間的差趨近于零。借助于圖3闡述了根據(jù)本發(fā)明的方法的一種可能的實施方式。首先在方塊101中一次確定了怠速調節(jié)系數(shù)Fu^這在應用階段中實現(xiàn)，在該應用階段中確定了受控系統(tǒng)的傳輸特性，該受控系統(tǒng)由發(fā)出其100%功率的電機I和內燃機3組成。根據(jù)接通的干擾、例如 接通機械空調設備、駛上坡道或實施制動，如此調整怠速調節(jié)的放大，使得怠速調節(jié)器的輸出信號不振蕩。由此確定了比例傳遞單元、積分傳遞單元和微分傳遞單元的放大系數(shù)。在其中受控系統(tǒng)的傳輸特性由于電機I的功率下降而變差的情況(Mafle)下，受控系統(tǒng)的傳輸特性改變。為了考慮電機I的功率下降，確定了在電機I的、代表電機I的功率的轉矩和怠速調節(jié)系數(shù)Fui之間的線性關系。如果電機I以滿功率工作、這就是說電機I的轉矩完全可以使用，則怠速調節(jié)系數(shù)Fui等于I。如果僅有限地提供電機I的轉矩，則怠速調節(jié)系數(shù)Fui等于O. 7，而在電機I的轉矩完全取消時，怠速調節(jié)系數(shù)Fui等于O. 5。然后由所說明的線性特征曲線(Kennlinienverlauf)得出中間值。在確定了怠速調節(jié)系數(shù)Fui之后，在方塊102中，借助于布置在電機I上的轉矩儀15來連續(xù)測量電機I的轉矩，并且傳輸給控制設備13。在方塊103中，控制設備13評估被測量的轉矩，并且根據(jù)在方塊101中獲得的特征曲線確定怠速調節(jié)系數(shù)Fui，該怠速調節(jié)系數(shù)然后在方塊104中與PID調節(jié)器14的輸出信號相乘。被相乘的輸出信號在方塊105中發(fā)送給受控系統(tǒng)。因此調節(jié)匹配于受控系統(tǒng)的當前傳輸特性。因此實現(xiàn)了，整個調節(jié)回路總是在動力和穩(wěn)定性方面達到最佳效果。然后在方塊102中重新開始調節(jié)過程。但是還可以設想，替代在方塊101中確定的線性特征曲線，在確定怠速調節(jié)系數(shù)Fui時考慮多維的綜合特征曲線。為此，控制設備13、特別是怠速調節(jié)器14還需要其它的輸入信號，該輸入信號表征了電機I的功率下降。在此，電機I的溫度或供給電機I的高壓電池11的可用的電池電流用作輸入?yún)?shù)。高壓電池提供的電流越小，電機I的轉矩就越小。另一方面，當電機I的溫度上升時，電機I的轉矩減小。因此這兩個輸入?yún)?shù)已經說明了用于電機I的減小的功率準備的提早指示，其在怠速調節(jié)時被考慮。
權利要求
1.用于對在混合動力車輛中的怠速進行調節(jié)的方法，其中至少兩個驅動裝置(1，3)共同或分開地用于驅動所述混合動力車輛，并且為了調節(jié)怠速而將額定值(nS()11)與實際值Ulst)進行比較，其中與所述比較相關地通過改變所述調節(jié)的至少一個放大系數(shù)來調節(jié)額定轉速(nS()11)，其特征在于，通過所述至少兩個驅動裝置(1，3)的怠速調節(jié)同時實現(xiàn)，其中所述至少一個放大系數(shù)連續(xù)地匹配于所述兩個驅動裝置中的第一驅動裝置(I)的功率。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述怠速調節(jié)包括多個放大系數(shù)，其中一放大系數(shù)連續(xù)地匹配于所述兩個驅動裝置中的第一驅動裝置(I)的功率。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所有放大系數(shù)同時連續(xù)地匹配于所述兩個驅動裝置中的第一驅動裝置(I)的功率。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述怠速調節(jié)包括成比例作用的傳遞單元、積分作用的傳遞單元和微分作用的傳遞單元，其中對于每個傳遞單元存在獨立的放大系數(shù)。
5.根據(jù)權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，為了調節(jié)怠速，為所述放大系數(shù)施加怠速調節(jié)系數(shù)(Fui)15
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述怠速調節(jié)系數(shù)(Fui)越小，所述兩個驅動裝置中的第一驅動裝置(I)的功率就越小。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的方法，其特征在于，用于調節(jié)怠速的放大系數(shù)與所述怠速調節(jié)系數(shù)(Fui)相乘。
8.根據(jù)權利要求5至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述怠速調節(jié)系數(shù)(Fui)隨著所述兩個驅動裝置中的第一驅動裝置(I)的功率線性地下降。
9.根據(jù)權利要求5至7任一項所述的方法，其特征在于，所述怠速調節(jié)系數(shù)(Fui)由特征曲線得出，所述特征曲線包括作為輸入值的、所述兩個驅動裝置中的第一驅動裝置(I)的當前最大可用功率。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述兩個驅動裝置設計成內燃機(3)和電機(1)，其中所述電機(I)的功率改變。
11.根據(jù)權利要求9和10所述的方法，其特征在于，所述電機的當前可用轉矩作為可用功率來測量，并且所述怠速調節(jié)系數(shù)與當前被測量的轉矩相關地來確定。
12.根據(jù)權利要求9和11所述的方法，其特征在于，所述電機(I)的溫度和/或供給所述電機(I)的高壓電池(11)的當前可用的電流用作所述特征曲線的輸入值。
13.用于對在混合動力車輛中的怠速進行調節(jié)的裝置，其中至少兩個驅動裝置(1，3)共同或分開地用于驅動所述混合動力車輛，并且為了調節(jié)怠速而將額定值(nS()11)和實際值Ulst)進行比較，其中與所述比較相關地通過改變調節(jié)的至少一個放大系數(shù)來調節(jié)轉速的所述額定值(nS()11)，其特征在于，設置器件(13，14)，所述器件能實現(xiàn)通過至少兩個驅動裝置(1，3)的怠速調節(jié)同時進行，其中所述調節(jié)的至少一個放大系數(shù)連續(xù)地匹配于所述兩個驅動裝置中的第一驅動裝置(I)的功率。
14.根據(jù)權利要求13所述的裝置，其特征在于，設置怠速調節(jié)器(14)、優(yōu)選PID調節(jié)器，其對所述第一和第二驅動裝置(1，3)的怠速一起進行調節(jié)。
15.根據(jù)權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述怠速調節(jié)器(14)是控制單元(13)的組成部分，所述控制單元測量所述兩個驅動裝置中的第一驅動裝置(I)的輸出功率，其輸出功率改變。
16.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述第一驅動裝置設計成電機(1)，其輸出功率改變，其中所述第二驅動裝置是內燃機(3 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對在混合動力車輛中的怠速進行調節(jié)的方法，其中至少兩個驅動裝置(1，3)共同或分開地用于驅動混合動力車輛，并且為了調節(jié)怠速而將額定值(nSoll)和實際值(nIst)進行比較，其中與所述比較相關地通過改變調節(jié)的至少一個放大系數(shù)來調節(jié)額定轉速(nSoll)。為了使調節(jié)動力匹配于兩個驅動裝置中的第一驅動裝置的實際傳輸特性，用于至少兩個驅動裝置(1，3)的怠速調節(jié)同時實現(xiàn)，其中至少一個放大系數(shù)連續(xù)地匹配于兩個驅動裝置中的第一驅動裝置(1)的功率。
文檔編號B60W10/08GK102639377SQ201080055471
公開日2012年8月15日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權日2009年12月8日
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