用于對內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行動力總成系統(tǒng)的方法，所述動力總成系統(tǒng)包括電機(jī)（1），所述電機(jī)用于產(chǎn)生與電氣的期望功率（PE）相對應(yīng)的、機(jī)械的額定力矩（MEMSoll），其中根據(jù)功率電池（3）的充電狀態(tài)（SOC）預(yù)先給定所述電氣的期望功率（PE），其中當(dāng)所述功率電池（3）的充電狀態(tài)（SOC）處于平穩(wěn)區(qū)域（230）中時(shí)，所述電氣的期望功率（PE）不取決于所述功率電池（3）的充電狀態(tài)（SOC）。
【專利說明】用于對內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對混合動力車中電氣的驅(qū)動裝置進(jìn)行控制和/或調(diào)節(jié)的方法，尤其針對以小于60V的電壓開始混合(Einstiegshybridisierungen)的情況。在其他方面，本發(fā)明涉及一種用于實(shí)施按本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)程序、一種其上保存有這種計(jì)算機(jī)程序的電氣的存儲介質(zhì)以及一種設(shè)計(jì)成能夠?qū)嵤┌幢景l(fā)明的方法的控制和/或調(diào)節(jié)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在公開地進(jìn)行的CO2討論以及持續(xù)上升的燃料價(jià)格的范圍內(nèi)，用于降低燃料消耗并且由此降低CO2排放的系統(tǒng)的重要性不斷上升。動力總成系統(tǒng)的混合動力在這種背景前面越來越重要。
[0003]混合動力車的目的是回收利用(回收)在制動時(shí)所釋放的動力能或者在下坡行駛時(shí)所釋放的勢能。例如能夠利用這些能量，用于向車載電網(wǎng)供電，所述車載電網(wǎng)對燃料消耗有著明顯的影響。
[0004]如果所述電機(jī)也能夠通過逆變器實(shí)現(xiàn)按電動機(jī)方式的運(yùn)行，那么所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動力矩就能夠通過所述電動的力矩來得到提高(增壓)，用于例如提高機(jī)動性。如果此外例如通過回收來回收利用更多的、用于向車載電網(wǎng)供電氣的能量并且需要增壓功能，那么此外存在著以下可能性:有針對性地降低所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動力矩并且通過電動的力矩對其進(jìn)行補(bǔ)償。
[0005]通過這種負(fù)荷點(diǎn)轉(zhuǎn)移，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料消耗的進(jìn)一步的降低。因此，為了使所述動力總成系統(tǒng)混合動力化，需要合適的電機(jī)和合適的蓄能器、例如作為功率電池的鋰離子電池以及合適的調(diào)節(jié)策略。
[0006]所述電氣的驅(qū)動裝置能夠在所述混合動力車中要么按電動機(jī)方式用于支持所述內(nèi)燃機(jī)，要么按發(fā)電機(jī)方式例如用于回收利用制動能量。但是，如果所述功率電池例如由于溫度或者老化而保持較低的充電狀態(tài)或者一般來說保持較差的狀態(tài)，那么也可能在制動階段之外需要按發(fā)電機(jī)方式的運(yùn)行。在這種情況下，不是由所述車輛的動力能或者勢能來驅(qū)動所述電氣的驅(qū)動裝置，而是必須在使用額外的燃料的情況下由內(nèi)燃機(jī)來驅(qū)動所述電氣的驅(qū)動裝置，用于產(chǎn)生用來給所述功率電池充電或者向所述車載電網(wǎng)供電氣的電流。在這種情況下，所述按發(fā)電機(jī)方式的運(yùn)行引起燃料消耗的提高。
[0007]為了調(diào)節(jié)所述電氣的驅(qū)動裝置的運(yùn)行模式，也就是說不僅調(diào)節(jié)其按電動機(jī)方式的功率而且調(diào)節(jié)其按發(fā)電機(jī)方式的功率，能夠考慮不同的能量管理策略。這些策略的目的能夠是校準(zhǔn)額定充電狀態(tài)。這引起以下情況:在回收階段之后并且由此在比所述額定充電狀態(tài)大的充電狀態(tài)之后開始增壓階段，直至校準(zhǔn)了所述額定充電狀態(tài)。但是如果由駕駛員較長時(shí)間地要求電氣的支持，那么同樣會嘗試在這個增壓階段之后通過所述電氣的驅(qū)動裝置的、按發(fā)電機(jī)方式的運(yùn)行來盡快地又建立所述額定充電狀態(tài)，在這種情況下在使用燃料的情況下用于以按發(fā)電機(jī)方式的模式來驅(qū)動所述電氣的驅(qū)動裝置。盡快地又校準(zhǔn)所述額定充電狀態(tài)這種目的導(dǎo)致功率電池的循環(huán)并且由此導(dǎo)致其老化。
[0008]由DE 103 46 213 Al例如公開了一種用于在具有混合動力驅(qū)動裝置的車輛中對蓄能器的充電狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，其中所述蓄能器的充電狀態(tài)由充電調(diào)節(jié)器根據(jù)車輛的行駛速度來調(diào)節(jié)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]與此相對，具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的本發(fā)明則有下述優(yōu)點(diǎn):減少了功率電池的循環(huán)并且由此減輕了其老化。
[0010]在第一方面，本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行動力總成系統(tǒng)的方法，所述動力總成系統(tǒng)包括電機(jī)，所述電機(jī)用于產(chǎn)生與電氣的期望功率相對應(yīng)的、機(jī)械的額定力矩，在所述方法中根據(jù)功率電池的充電狀態(tài)預(yù)先給定所述電氣的期望功率，其中當(dāng)所述功率電池的充電狀態(tài)處于平穩(wěn)區(qū)域中時(shí)，所述電氣的期望功率不取決于所述功率電池的充電狀態(tài)。
[0011]也就是說，在包括所有驅(qū)動機(jī)組的動力總成系統(tǒng)中，至少也有所述電機(jī)。在此預(yù)先給定應(yīng)該由所述電機(jī)產(chǎn)生的電氣的期望功率(按發(fā)電機(jī)方式或者按電動機(jī)方式)。這種電氣的期望功率按所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速相當(dāng)于一種轉(zhuǎn)矩、即機(jī)械的額定力矩。所述電機(jī)嘗試設(shè)定這種機(jī)械的額定力矩，也就是說，由其輸出的轉(zhuǎn)矩盡可能精確地(也就是說例如除了固有慣性之外)相當(dāng)于所述機(jī)械的額定力矩。
[0012]現(xiàn)在規(guī)定，所述電氣的期望功率的曲線作為所述功率電池的充電狀態(tài)的函數(shù)具有平穩(wěn)區(qū)域，在該平穩(wěn)區(qū)域中所述電氣的期望功率作為所述充電狀態(tài)的函數(shù)沒有變化。所述平穩(wěn)區(qū)域按照本發(fā)明包括可能的從0%直到100%的充電狀態(tài)的大量份額(至少10%、有利地> 30%)。
[0013]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，當(dāng)所述功率電池的充電狀態(tài)處于所述平穩(wěn)區(qū)域中并且耦合額定力矩如此之小，使得其能夠通過所述動力總成系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)來提供時(shí)，所述電機(jī)既不按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行又不按電動機(jī)方式運(yùn)行。
[0014]所述耦合額定力矩，也就是在動力總成系統(tǒng)中應(yīng)該通過離合器傳遞到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩，由電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)來提供。當(dāng)充電狀態(tài)處于平穩(wěn)區(qū)域中時(shí)，如果內(nèi)燃機(jī)能夠單獨(dú)產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩以達(dá)到所述耦合額定力矩，那就操控所述電機(jī)，使其(除了摩擦損失之外)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。由此特別有效地阻止功率電池的循環(huán)。
[0015]這例如能夠是這種情況，所述耦合額定力矩足夠慢地變化，使得所述內(nèi)燃機(jī)的尤其空氣系統(tǒng)的慣性沒有阻礙:由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩能夠向離合器非常近似地提供耦合額定力矩。
[0016]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，如此選擇所述機(jī)械的額定力矩，從而當(dāng)所述功率電池的充電狀態(tài)具有小于第一閾值的值時(shí)給所述功率電池充電。如果電機(jī)調(diào)整或者說設(shè)定了所述機(jī)械的額定力矩，那么由所述電機(jī)產(chǎn)生的電氣的功率也就大于車載電網(wǎng)功率，也就是大于車載電網(wǎng)中除了所述功率電池之外的所有負(fù)載所消耗的電氣的功率。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是，通過對所述第一閾值的選擇能夠預(yù)先給定所述功率電池的充電狀態(tài)的下限，在正常運(yùn)行中不低于所述下限。這提高了所述功率電池的使用壽命。
[0017]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，由未受限定的機(jī)械的額定力矩求取所述機(jī)械的額定力矩，其方式為在限定步驟中將所述未受限定的機(jī)械的額定力矩限定到大于或者等于機(jī)械的下極限的數(shù)值并且/或者限定到小于或者等于機(jī)械的上極限的數(shù)值。機(jī)械的上極限和機(jī)械的下極限在此是指轉(zhuǎn)矩。所述機(jī)械的上極限在此相當(dāng)于所述電機(jī)按電動機(jī)方式運(yùn)行時(shí)最大允許的轉(zhuǎn)矩。所述機(jī)械的下極限則相應(yīng)是所述電機(jī)最小允許的轉(zhuǎn)矩，作為電機(jī)在數(shù)值方面最大的按發(fā)電機(jī)方式的轉(zhuǎn)矩(帶有負(fù)號)。如果未受限定的機(jī)械的額定力矩大于所述機(jī)械的上極限或者小于所述機(jī)械的下極限，那就使所述機(jī)械的額定力矩等于所述機(jī)械的上極限或者機(jī)械的下極限。否則使所述機(jī)械的額定力矩等于所述未受限定的機(jī)械的額定力矩。通過這種方式能夠特別有效地防止:被電機(jī)要求其無法設(shè)定的機(jī)械的額定力矩。
[0018]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，根據(jù)所述功率電池的充電狀態(tài)來選擇所述機(jī)械的下極限和/或所述機(jī)械的上極限。通過這種方式能夠特別容易地防止對所述功率電池進(jìn)行深度充電或者說過度充電。
[0019]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，作為所述動力總成系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際力矩與耦合額定力矩之間的差來求取所述未受限定的機(jī)械的額定力矩。通過這種方式特別容易保證，在穩(wěn)定的狀態(tài)中(也就是當(dāng)所述動力總成系統(tǒng)中的額定值規(guī)定如此緩慢地變化，使得所述驅(qū)動機(jī)組提供與其額定值相對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，則出現(xiàn)所述穩(wěn)定的狀態(tài))所述內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的總和形成所述耦合額定力矩。
[0020]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，作為所述耦合額定力矩和機(jī)械的期望力矩的差來求取所述內(nèi)燃機(jī)額定力矩。所述機(jī)械的期望力矩在此是(在給定所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速的情況下)剛好與所述電氣的期望功率相對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩。所述內(nèi)燃機(jī)額定力矩是為所述內(nèi)燃機(jī)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置預(yù)先給定的額定力矩。所述內(nèi)燃機(jī)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置如此調(diào)整所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，使得所述內(nèi)燃機(jī)實(shí)際力矩盡可能地跟隨所述內(nèi)燃機(jī)額定力矩。通過預(yù)先規(guī)定的求差方式來保證，在很大程度上如此設(shè)定所述內(nèi)燃機(jī)額定力矩，使得最終產(chǎn)生的機(jī)械的額定力矩盡可能好地(也就是除了對于所述動力總成系統(tǒng)的組件的限定之外)相當(dāng)于所述機(jī)械的期望力矩。
[0021]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，根據(jù)所述功率電池的充電狀態(tài)來求取所述機(jī)械的期望力矩。通過這種方式能夠特別容易地檢查所述功率電池的充電和/或放電過程。
[0022]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，當(dāng)所述功率電池的充電狀態(tài)處于所述平穩(wěn)區(qū)域中時(shí)，所述機(jī)械的期望力矩不取決于所述功率電池的充電狀態(tài)。通過這種方式能夠特別容易地將功率電池的循環(huán)降低到最低限度。
[0023]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，當(dāng)所述功率電池的充電狀態(tài)處于所述平穩(wěn)區(qū)域中時(shí)，選擇所述機(jī)械的期望力矩等于零。通過這種方式能夠特別容易地抑制功率電池的循環(huán)。
[0024]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，如此選擇所述機(jī)械的期望力矩，從而使所述電機(jī)按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行，如果所述功率電池的充電狀態(tài)小于所述平穩(wěn)區(qū)域的下極限的話。通過這種方式能夠特別容易地、極為有效地抑制對于所述功率電池的深度放電。
[0025]在本發(fā)明的另一方面中能夠規(guī)定，如此選擇所述機(jī)械的期望力矩，從而使所述電機(jī)按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行，如果所述功率電池的充電狀態(tài)大于所述平穩(wěn)區(qū)域的上極限的話。通過這種方式能夠特別容易地、極為有效地抑制對于所述功率電池的過度充電。
[0026]特別有利的是，設(shè)置了一種計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被編程用于實(shí)施按本發(fā)明的方法的所有步驟。一種這樣的計(jì)算機(jī)程序特別有利地被保存在用于所述內(nèi)燃機(jī)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置的電氣的存儲介質(zhì)上。也就是以有利的方式如此對所述控制和/或調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行編程，使得其能夠?qū)嵤┌幢景l(fā)明的方法的所有步驟。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]附圖示出了本發(fā)明的特別有利的實(shí)施方式。其中:
圖1示出雙電壓車載電網(wǎng)的示意圖；
圖2示出用于對電機(jī)進(jìn)行控制的信息流的結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖3示出按本發(fā)明的方法的流程的示意圖；
圖4示出電機(jī)的所期望的電氣的功率作為所述功率電池的充電狀態(tài)的函數(shù)的相關(guān)性的不意圖；
圖5示出功率電池的功率特征的示意圖；并且
圖6示出所述電機(jī)的所期望的電氣的功率作為所述功率電池的充電狀態(tài)的函數(shù)在預(yù)先給定滯后作用的情況下的相關(guān)性的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1示意性地示出了混合動力(hybridisiert)的動力總成系統(tǒng)的雙電壓車載電網(wǎng)，該雙電壓車載電網(wǎng)具有14伏特低壓車載電網(wǎng)和48伏特高壓車載電網(wǎng)。在所述車載電網(wǎng)的高壓部分中存在著電機(jī)1、例如起動機(jī)-發(fā)電機(jī)1、其他電氣的負(fù)載2(僅僅示意性地勾畫出來)以及功率電池3。在所述車載電網(wǎng)的低壓區(qū)域中存在著例如能夠用于常規(guī)的起動過程的起動器5、其他電氣的負(fù)載6 (僅僅示意性地勾畫出來)以及傳統(tǒng)的電池7。所述車載電網(wǎng)的高壓部分和低壓部分通過DC-DC-轉(zhuǎn)換器4來耦合。對于所述動力總成系統(tǒng)的組件的控制和/或調(diào)節(jié)例如通過所述控制和/或調(diào)節(jié)裝置8 (下面簡稱為“控制器”)來進(jìn)行，在所述控制和/或調(diào)節(jié)裝置8上也能夠通過被保存在電氣的存儲介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施按本發(fā)明的方法。
[0029]從所述電機(jī)I中流動著所述電機(jī)I的通過電流IEM。所述電機(jī)I的通過電流Iem劃分為給所述功率電池3充電的電池電流IBat和車載電網(wǎng)電流Ibn，所述車載電網(wǎng)電流Ibn將所述電機(jī)的電流Iem的未被輸送給所述功率電池3的剩余部分提供給剩余的車載電網(wǎng)的其余的組件。電池電壓UBat降在所述功率電池3上。
[0030]加速踏板9或者說制動踏板10通過相應(yīng)的傳感裝置將其致動程度(Aktuierungsgrade)提供給所述控制器8。所述加速踏板9將其致動程度wped傳輸給所述控制器8，所述制動踏板10將其致動程度Bped傳輸給所述控制器8。在所述控制器8中尤其能夠存在一種分析邏輯電路，該分析邏輯電路決定，在不僅所述加速踏板的致動程度而且所述制動踏板的致動程度都古O的情況中應(yīng)該如何處理。例如在此可能的是，在這樣的情況中將所述加速踏板的致動程度wped在內(nèi)部設(shè)置到0，并且就這樣所述制動踏板的致動程度得到優(yōu)先。如果下面談及所述加速踏板的或者說所述制動踏板的致動程度，那么這一點(diǎn)始終應(yīng)該在致動程度的意義上來理解，所述致動程度由這樣的分析邏輯電路來分析，從而尤其始終所述兩個參量中的至少一個參量wped、Bped=O。
[0031]所述控制器例如通過合適的傳感裝置或者例如通過合適的方法來求取所述功率電池3的充電狀態(tài)SOC。
[0032]圖2示意性地示出了所述動力總成系統(tǒng)的控制組件的結(jié)構(gòu)。重要的是電機(jī)-管理系統(tǒng)14，該電機(jī)-管理系統(tǒng)包括換算框16。所述換算框16接收所述電氣的期望功率PE以及電氣的上極限PEO和/或電氣的下極限PEU，所述電氣的上極限PEO和電氣的下極限PEU都同樣與功率相對應(yīng)。
[0033]此外，所述換算框16接收所述電機(jī)I的轉(zhuǎn)數(shù)，例如借助于傳感器來檢測所述轉(zhuǎn)數(shù)。這個傳感器例如也能夠檢測曲軸的轉(zhuǎn)速，而后從所述曲軸的轉(zhuǎn)速中求取所述電機(jī)I的轉(zhuǎn)數(shù)。
[0034]所述換算框16從電氣的期望功率PE中求取所述機(jī)械的期望力矩MM。類似地從電氣的上極限PEO和/或電氣的下極限PEU中求取所述機(jī)械的上極限MMO或者所述機(jī)械的下極限MMU。這種計(jì)算例如借助于組合特性曲線來進(jìn)行，例如能夠在試驗(yàn)中或者借助于理論上的考慮來獲得所述組合特性曲線，在所述組合特性曲線中描繪了所述電機(jī)I所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩、通過電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)聯(lián)。在假設(shè)所述車載電網(wǎng)的沒有變化的電壓、在該實(shí)施例中48V的標(biāo)稱電壓的情況下，而后例如從電氣的功率中求取相應(yīng)的通過電流并且從中求取所屬的轉(zhuǎn)矩。
[0035]將所述機(jī)械的期望力矩MM以及機(jī)械的上極限MMO和/或機(jī)械的下極限MMU傳輸給皮帶傳動-管理系統(tǒng)18。這個皮帶傳動-管理系統(tǒng)18例如被包含在動力系統(tǒng)-管理系統(tǒng)20中。所述皮帶傳動-管理系統(tǒng)18將機(jī)械的期望力矩MM以及機(jī)械的上極限MMO和/或機(jī)械的下極限MMU必要時(shí)換算到曲軸的轉(zhuǎn)速上，使得所有轉(zhuǎn)矩具有共同的參考依據(jù)。
[0036]所述動力系統(tǒng)-管理系統(tǒng)18在所述機(jī)械的期望力矩麗、機(jī)械的上極限MMO和/或機(jī)械的下極限MMU的基礎(chǔ)上例如借助于在圖3中示出的方法來求取所述機(jī)械的額定力矩MEMS()11。將這個機(jī)械的額定力矩MEMstjll輸送給所述電機(jī)-管理系統(tǒng)14,該電機(jī)-管理系統(tǒng)如此操控所述電機(jī)1，使得其產(chǎn)生一種與所述機(jī)械的額定力矩MEMstjll相對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩。這使得所述電機(jī)I產(chǎn)生所述電機(jī)的通過電流Iem，該通過電流至少部分地被輸送給所述功率電池3或者被取用，這一點(diǎn)通過劃陰影線的箭頭勾畫出來。
[0037]所述功率電池3包括控制邏輯電路，該控制邏輯電路求取當(dāng)前的電池電流IBat、電池電壓UBat和充電狀態(tài)S0C，并且將其傳輸給能量-管理系統(tǒng)12?？蛇x能夠規(guī)定，所述電機(jī)-管理系統(tǒng)14將所述電機(jī)I的、通過電流Iem的(例如作為估算值求取的)數(shù)值傳輸給所述能量-管理系統(tǒng)12。所述能量管理系統(tǒng)12求取電氣的期望功率PE以及電氣的上極限PEO和/或電氣的下極限PEU，并且將其傳輸給所述電機(jī)-管理系統(tǒng)14的換算框16。
[0038]圖3示范性地示出了按本發(fā)明的方法的在動力系統(tǒng)-管理系統(tǒng)20中的流程。在步驟2000中檢測所述加速踏板的致動程度wPed和所述制動踏板Bped的致動程度，并且從中求取由駕駛員所期望的駕駛員期望-車輪力矩FWRM。將該參數(shù)輸送給步驟2010，在該步驟中要考慮到控制力矩的干預(yù)、例如行駛動力的干預(yù)(例如通過ESP)和/或變速器干預(yù)(例如在換擋過程中)，用于就這樣求取有待在所述驅(qū)動輪上設(shè)定的車輪額定力矩RSM，將該車輪額定力矩RSM輸送給步驟2020。在步驟2020中從所述車輪額定力矩2020中求取所述耦合額定力矩KSM。
[0039]在步驟2030中作為耦合額定力矩減去機(jī)械的期望力矩MM的結(jié)果來求取所述內(nèi)燃機(jī)額定力矩VMSM。在步驟2040中由所述控制器8通過對于所述內(nèi)燃機(jī)的調(diào)節(jié)量的、相應(yīng)的操控來設(shè)定所述內(nèi)燃機(jī)額定力矩VMSM，也就是說所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)定一種與所述內(nèi)燃機(jī)額定力矩VMSM相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩。例如通過建模或者也作為替代方案通過傳感裝置，在步驟2040中求取所述內(nèi)燃機(jī)-實(shí)際力矩VMM，也就是所述內(nèi)燃機(jī)在實(shí)際上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。在步驟2050中，作為耦合額定力矩KSM和內(nèi)燃機(jī)-實(shí)際力矩VMIM的差來求取所述未受限定的、機(jī)械的額定力矩MEMnl。將所述未受限定的、機(jī)械的額定力矩MEMnl輸送給所述限定步驟2060，在該限定步驟中求取所述機(jī)械的額定力矩MEMS()11。如果所述未受限定的、機(jī)械的額定力矩MEMnl大于所述機(jī)械的上極限MMO，那就將所述機(jī)械的額定力矩MEMstjll選擇等于所述機(jī)械的上極限MMO。如果所述未受限定的、機(jī)械的額定力矩MEMnl小于所述機(jī)械的下極限MMU，則將所述機(jī)械的額定力矩MEMstjll選擇等于所述機(jī)械的下極限MMU。否則將所述機(jī)械的額定力矩MEMstjll選擇等于所述未受限定的、機(jī)械的額定力矩MEMnl。在步驟2070中將所述機(jī)械的額定力矩MEMsoll傳輸給所述電機(jī)-管理系統(tǒng)14。
[0040]圖3示出，如何在所述能量-管理系統(tǒng)12中求取電氣的期望功率PE、電氣的上極限PEO和電氣的下極限PEU。
[0041 ] 根據(jù)所述功率電池3的充電狀態(tài)S0C，通過期望功率特性曲線120或者必要時(shí)通過在滑移運(yùn)行(Schubbetrieb)中的、可選的期望功率特性曲線130來預(yù)先給定所述電氣的期望功率PE。是否存在滑移運(yùn)行，例如通過旗標(biāo)“An/Aus (開/關(guān))”由發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)來通知。能夠規(guī)定，如果這個旗標(biāo)顯示，所述滑移運(yùn)行是“an”，則按照在滑移運(yùn)行中的期望功率特性曲線130來求取所述電氣的期望功率，并且否則通過所述期望功率特性曲線120來求取所述電氣的期望功率。
[0042]根據(jù)所述功率電池3的充電狀態(tài)S0C，通過增壓特性曲線110來求取所述電氣的上極限ΡΕ0。類似地，通過制動特性曲線100來求取所述電氣的下極限PEU。
[0043]在圖3中，在橫坐標(biāo)上布置了所述功率電池3的充電狀態(tài)S0C，并且在縱坐標(biāo)上布置了所述電氣的功率。按電動機(jī)方式的電氣的功率向下繪出，按發(fā)電機(jī)方式的功率向上繪出，也就是說正的期望功率PE和上極限或者下極限PE0/PEU用正軸向下繪出。
[0044]所述充電狀態(tài)SOC被6個閾值(以升序-第一閾值401、第二閾值402、第三閾值403、第四閾值404、第五閾值405和第六閾值406)劃分為總共七個區(qū)域:處于充電狀態(tài)SOC=O與第一閾值之間的第一區(qū)域B1、處于第一閾值401與第二閾值402之間的第二區(qū)域B2、處于第二閾值402與第二閾值403之間的第三區(qū)域B3、處于第四閾值404與第五閾值405之間的第四區(qū)域B4、處于第五閾值405與第六閾值406之間的第六區(qū)域B6以及在大于所述第六閾值406的充電狀態(tài)中的第七區(qū)域。
[0045]用虛線繪示出所述制動特性曲線100，該制動特性曲線在比第五閾值405小的充電狀態(tài)SOC中具有正的按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen的、基本上恒定的數(shù)值。如此選擇這個正的按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen，從而能夠在包括幾秒鐘、例如5s的時(shí)間間隔里調(diào)節(jié)電機(jī)I及功率電池3的這種功率。所述制動特性曲線100而后直至第六閾值406連續(xù)地下降到0，并且在第七區(qū)域B7中在不取決于充電狀態(tài)SOC的情況下恒定地=0。也能夠在第七區(qū)域B7中將所述制動特性曲線選擇恒定地等于車載電網(wǎng)功率200。
[0046]同樣示出了所述增壓特性曲線110，在比所述第二閾值402大的充電狀態(tài)SOC中所述增壓特性曲線I1具有基本上恒定的、按電動機(jī)方式的功率PMot。如此選擇這種按電動機(jī)方式的功率PMot，從而能夠在包括幾秒鐘、例如5s的時(shí)間間隔里調(diào)節(jié)電機(jī)I及功率電池3的這種功率。所述增壓特性曲線而后在所述第二區(qū)域B2中隨著下降的充電狀態(tài)SOC而連續(xù)地下降到O及O之下，也就是說轉(zhuǎn)換為按發(fā)電機(jī)方式的功率。這種按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen隨著所述功率電池3的進(jìn)一步下降的充電狀態(tài)SOC而繼續(xù)上升，并且在達(dá)到所述第一閾值401之前超過所述車載電網(wǎng)負(fù)荷200。在所述第一區(qū)域BI中，所述通過增壓特性曲線給定的按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen作為所述充電狀態(tài)SOC的函數(shù)具有基本上恒定的數(shù)值。
[0047]在所述能量-管理系統(tǒng)12中例如作為由車載電網(wǎng)電流Ibn和所述高壓-部分車載電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓-在該實(shí)施例中是48V的乘積來求取所述車載電網(wǎng)負(fù)荷200。例如能夠作為在所述電機(jī)I的通過電流IEm與電池電流IBat之間的差來求取車載電網(wǎng)電流IBN。
[0048]所述標(biāo)稱行駛特性曲線120 (實(shí)線)在所述功率電池3的整個充電狀態(tài)區(qū)域SOC中處于所述增壓特性曲線110的上方(也就是說表明更高的、按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen或者更低的、按電動機(jī)方式的功率PMot)并且處于所述制動特性曲線100的下方(也就是說表明更低的、按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen或者更大的按電動機(jī)方式的功率PMot)。在所述第一區(qū)域BI和所述第二區(qū)域B2中，所述標(biāo)稱行駛特性曲線120具有正的按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen的、基本上恒定的數(shù)值。例如如此選擇這種按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen，從而能夠用這種功率來連續(xù)地給所述功率電池3充電，也就是說例如直至所述充電狀態(tài)SOC超過所述第二閾值402。
[0049]所述按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen而后在所述第三區(qū)域B3中隨著上升的充電狀態(tài)SOC而連續(xù)地下降到所述能夠預(yù)先給定的負(fù)荷閾值200。在所述第四區(qū)域B4中，所述按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen以及所述按電動機(jī)方式的功率PMot=O,并且在所述第五區(qū)域B5中或者在所述第六區(qū)域B6中所述通過標(biāo)稱行駛特性曲線120給定的、按電動機(jī)方式的功率PMot隨著所述功率電池3的上升的充電狀態(tài)SOC而連續(xù)地上升。
[0050]用虛線繪示出可選的滑移特性曲線130，該滑移特性曲線在所述第一區(qū)域BI中并且在所述第二區(qū)域B2中與所述標(biāo)稱行駛特性曲線120相一致，并且在所述第三區(qū)域B3中、在所述第四區(qū)域B4中、在所述第五區(qū)域B5中并且在所述六區(qū)域B6中表明處于標(biāo)稱行駛特性曲線120與制動特性曲線100之間的、按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen。所述通過滑移特性曲線130給定的、正的按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen在所述第三區(qū)域B3和第四區(qū)域B4中隨著上升的充電狀態(tài)SOC而首先連續(xù)地減小到處于所述能夠預(yù)先給定的負(fù)荷閾值200之上的數(shù)值。在所述負(fù)荷狀態(tài)SOC進(jìn)一步上升時(shí)，所述滑移特性曲線130的、按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen而后在所述第四區(qū)域B4中并且在所述第五區(qū)域B5中基本上是恒定的，并且在所述第六區(qū)域B6中隨著上升的充電狀態(tài)SOC而連續(xù)地下降到O。在所述第七區(qū)域B7中，所述滑移特性曲線130的、不僅按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen而且按電動機(jī)方式的功率PMot都=0。
[0051]在與所述功率電池3的、處于該功率電池3的允許的充電狀態(tài)SOC下方的充電狀態(tài)SOC相對應(yīng)的第一區(qū)域BI中，應(yīng)該如此選擇所有特性曲線，使得其相應(yīng)于比所述車載電網(wǎng)負(fù)荷高的、按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen。也就是說，在這個區(qū)域中例如應(yīng)該如此選擇所述增壓特性曲線100，使得其可靠地處于最大出現(xiàn)的車載電網(wǎng)負(fù)荷之上。作為替代方案，所述與增壓特性曲線110相對應(yīng)的、按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen在這個區(qū)域中也能夠在取決于當(dāng)前的車載電網(wǎng)負(fù)荷200的情況下動態(tài)地得到調(diào)整，例如被調(diào)整為車載電網(wǎng)負(fù)荷200加上固定的功率、例如500W。
[0052]在圖4中的圖示中，縱坐標(biāo)的負(fù)值相應(yīng)于所述電機(jī)I的、按電動機(jī)方式的運(yùn)行，并且縱坐標(biāo)的正值相應(yīng)于所述電機(jī)I的、按發(fā)電機(jī)方式的運(yùn)行。圖4中的圖示能夠?qū)崿F(xiàn)以下簡單的解釋: 如果在圖3中的按發(fā)電機(jī)方式的功率大于所述車載電網(wǎng)負(fù)荷200，那就給所述功率電池3充電，并且所述充電狀態(tài)SOC相應(yīng)地上升。類似地，所述充電狀態(tài)SOC下降，如果所述按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen小于所述車載電網(wǎng)負(fù)荷200。
[0053]在第二閾值402與第三閾值403之間的充電狀態(tài)-區(qū)域代表著增壓儲備210，也就是說在所述充電狀態(tài)SOC的、這種第二區(qū)域B2中具有最大可能的增壓功率的增壓操作是可用的(而對于更低的充電狀態(tài)SOC來說，這種最大可能的增壓功率就不再可用)。
[0054]類似地，在第四閾值404與第五閾值405之間的充電狀態(tài)-區(qū)域代表著一種回收儲備215，也就是說在這種第五區(qū)域B5中具有最大可能的、按發(fā)電機(jī)方式的功率的回收操作是可用的。
[0055]在第一閾值401與第六閾值406之間的充電狀態(tài)-區(qū)域代表著能夠利用的充電狀態(tài)-區(qū)域220，也就是說在正常的運(yùn)行中所述充電狀態(tài)SOC始終在這個充電狀態(tài)-區(qū)域220中變動，并且不離開這個充電狀態(tài)-區(qū)域。
[0056]在第三閾值403與第四閾值404之間的充電狀態(tài)-區(qū)域代表著所述平穩(wěn)區(qū)域230，在該平穩(wěn)區(qū)域中通過所述期望功率特性曲線230給定的、電氣的期望功率PE作為所述充電狀態(tài)SOC的函數(shù)沒有變化。所述第三閾值403由此代表著所述平穩(wěn)區(qū)域230的下極限，所述第四閾值404代表著所述平穩(wěn)區(qū)域230的上極限。
[0057]在圖4所示出的實(shí)施例中，通過期望功率特性曲線120和/或在滑移運(yùn)行中的期望功率特性曲線130給定的、按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen作為所述充電狀態(tài)SOC的函數(shù)在所述第二區(qū)域B2中是恒定的，而后在與所述第三區(qū)域的過渡點(diǎn)上折彎，并且隨著上升的充電狀態(tài)SOC而下降到零。這種下降過程在一種充電狀態(tài)SOC處開始，這種充電狀態(tài)SOC也能夠已經(jīng)處于所述第二區(qū)域B2中或者處于所述第三區(qū)域B3中。
[0058]為了說明對于第一閾值401和第六閾值406的選擇，要參照圖5。在這里關(guān)于所述功率電池3的充電狀態(tài)SOC示出了所述功率電池3的電池功率PBat (通過由電池電流IBat和電池電壓UBat構(gòu)成的乘積來產(chǎn)生)。充電特性曲線500反映了在給所述電池充電時(shí)在電池功率PBat與充電狀態(tài)SOC之間的表征的關(guān)聯(lián)，放電特性曲線510則示出了在給所述電池放電時(shí)在電池功率PBat與充電狀態(tài)SOC之間的表征的關(guān)聯(lián)。
[0059]所述充電特性曲線500對于所述充電狀態(tài)的較小的數(shù)值來說具有所述電池功率PBat的差不多恒定的數(shù)值。對于表征的數(shù)值來說，例如對于大約60%的充電狀態(tài)SOC來說，所述電池功率PBat開始隨著上升的充電狀態(tài)SOC而下降。通過放電特性曲線510來表征的電池功率PBat在所述充電狀態(tài)SOC的整個區(qū)域的范圍內(nèi)隨著增加的充電狀態(tài)SOC而上升。
[0060]所述功率電池3的使用壽命典型地取決于所述能夠利用的充電狀態(tài)-區(qū)域220的、所選擇的寬度-將所述能夠利用的充電狀態(tài)-區(qū)域220選擇得越寬，所述功率電池3的使用壽命就越短。相對于使用壽命縮短的缺點(diǎn)，對較寬的、能夠利用的充電狀態(tài)-區(qū)域220的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行估量，從中能夠確定所述能夠利用的充電狀態(tài)-區(qū)域220的寬度，例如將其確定到可能的充電狀態(tài)SOC的區(qū)域的、總寬度的50%。相反，所述充電狀態(tài)-區(qū)域220的位置在較寬的范圍內(nèi)(in weiten Teilen)對所述功率電池3的使用壽命沒有明顯的影響，因而在所述功率電池3的使用壽命的觀點(diǎn)下面能夠在較寬的界限內(nèi)自由地選擇第一閾值401和第六閾值406，只要僅僅其間距等于所述能夠利用的充電狀態(tài)-區(qū)域220的、所選擇的寬度。例如能夠?qū)⑺龅谝婚撝?01選擇等于30%，并且將所述第六閾值406選擇等于80%。
[0061]在確定第一閾值401之后，能夠有利地如此選擇所述第二閾值402，使得所述增壓特性曲線I1的、在處于第一閾值401與第二閾值402之間的區(qū)域中的斜率變得盡可能地陡斜，但是如此平坦，因而其未被駕駛員覺察到。也就說，在增壓過程中，由于所述功率電池3的放電而降低所述電機(jī)I的、按電動機(jī)方式的功率PMot,這一點(diǎn)對于駕駛員來說應(yīng)該沒有能夠感覺到的后果。這例如能夠用行駛試驗(yàn)來查明。
[0062]同樣，在確定第六閾值406之后，能夠如此選擇所述第五閾值405，使得所述制動特性曲線100的、在處于第五閾值405與第六閾值406之間的區(qū)域中的斜率變得盡可能地陡斜，但是如此平坦，因而其未被駕駛員覺察到。
[0063]在確定第二閾值402之后，能夠如此選擇所述第三閾值403，使得所述增壓儲備210擁有表征的、所選擇的量值。所述增壓儲備210的這種量值表明一種表征的持續(xù)時(shí)間，在所述持續(xù)時(shí)間里能夠在通過所述期望功率特性曲線120來實(shí)施的行駛運(yùn)行中給所述功率電池充電3之后用最大的按電動機(jī)方式的功率PMot來增壓。例如能夠?qū)⑦@種表征的持續(xù)時(shí)間選擇為幾秒鐘，例如5s。
[0064]同樣，在確定第五閾值405之后，能夠如此選擇所述第四閾值404，使得所述回收儲備215擁有表征的、所選擇的量值。所述回收儲備215的這種量值表明一種表征的持續(xù)時(shí)間，在所述持續(xù)時(shí)間里能夠在通過所述期望功率特性曲線120來實(shí)施的行駛運(yùn)行中給所述功率電池3放電之后用最大的、按發(fā)電機(jī)方式的功率PGen來回收能量。例如能夠?qū)⑦@種表征的持續(xù)時(shí)間選擇為幾秒鐘，例如5s。
[0065]圖6示出了本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中在圖4中示出的特性曲線、也就是所述制動特性曲線100、增壓特性曲線110、正常行駛特性曲線120和滑移特性曲線130分別被一個特性曲線對所取代，所述特性曲線相對于彼此沿著橫坐標(biāo)平行地移位，在所述橫坐標(biāo)上示出了所述功率電池3的充電狀態(tài)S0C。圖4示出了左邊的制動特性曲線100a、右邊的制動特性曲線100b、左邊的增壓特性曲線110a、右邊的增壓特性曲線110b、左邊的正常行駛特性曲線120a、右邊的正常行駛特性曲線120b、左邊的滑移特性曲線130a和右邊的滑移特性曲線130b。
[0066]按本發(fā)明的方法在這種實(shí)施例中與前一種所描述的實(shí)施例相類似地發(fā)揮功能，其中分別為每個所選擇的特性曲線對的特性曲線選擇左邊的/右邊的特性曲線，用于用制動特性曲線和/或增壓特性曲線和/或正常行駛特性曲線和/或滑移特性曲線來實(shí)施按本發(fā)明的方法。
[0067]如果所述功率電池3的充電狀態(tài)SOC下降，那就選擇特性曲線對的左邊的特性曲線，如果所述充電狀態(tài)SOC上升，則選擇所述右邊的特性曲線。通過這種方式給所述特性曲線配設(shè)了滯后特性，這保證，產(chǎn)生能夠更好地理解的特性，所述特性沒有在較短的時(shí)間里降低通過這些特性曲線來定義的、按發(fā)電機(jī)方式的或者按電動機(jī)方式的、作為充電狀態(tài)的函數(shù)來變化的轉(zhuǎn)矩，并且隨后不久又提高所述轉(zhuǎn)矩。
【權(quán)利要求】
1.用于運(yùn)行動力總成系統(tǒng)的方法，所述動力總成系統(tǒng)包括電機(jī)(1)，所述電機(jī)用于產(chǎn)生與電氣的期望功率(PE)相對應(yīng)的、機(jī)械的額定力矩(MEMstjll)，其中根據(jù)功率電池(3 )的充電狀態(tài)(SOC)預(yù)先給定所述電氣的期望功率(PE)，其特征在于，當(dāng)所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)處于平穩(wěn)區(qū)域(230)中時(shí)，所述電氣的期望功率(PE)不取決于所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)處于所述平穩(wěn)區(qū)域(230)中并且耦合額定力矩(KSM)如此之小，從而能夠通過所述動力總成系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)來提供所述額定力矩(KSM)時(shí)，所述電機(jī)(I)既不按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行也不按電動機(jī)方式運(yùn)行。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，如此選擇所述機(jī)械的額定力矩(MEMstjll),從而當(dāng)所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)具有小于第一閾值(401)的值時(shí)，給所述功率電池(3)充電。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，由未受限定的機(jī)械的額定力矩(MEMnl)求取所述機(jī)械的額定力矩(MEMstjll),其方式為:在限定步驟(2060)中將所述未受限定的機(jī)械的額定力矩(MEMnl)限定到大于或者等于機(jī)械的下極限(MMU)的數(shù)值并且/或者限定到小于或者等于機(jī)械的上極限(MMO)的數(shù)值。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)選擇機(jī)械的下極限(MMU)和/或機(jī)械的上極限(ΜΜ0)。
6.按權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，作為所述動力總成系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際力矩(VMIM)與耦合額定力矩(KSM)之間的差來求取所述未受限定的機(jī)械的額定力矩(MEMnl)0
7.按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，作為所述耦合額定力矩(KSM)和機(jī)械的期望力矩(麗)的差來求取內(nèi)燃機(jī)額定力矩(VMSM)。
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)來求取所述機(jī)械的期望力矩(MM)。
9.按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)處于所述平穩(wěn)區(qū)域(230)中時(shí)，所述機(jī)械的期望力矩(MM)不取決于所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)。
10.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)處于所述平穩(wěn)區(qū)域(230)中時(shí)，選擇所述機(jī)械的期望力矩(MM)等于零。
11.按權(quán)利要求8到10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，如此選擇所述機(jī)械的期望力矩(麗)，從而當(dāng)所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)小于所述平穩(wěn)區(qū)域(220)的下極限(403 )時(shí)，使所述電機(jī)(I)按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行。
12.按權(quán)利要求8到11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，如此選擇所述機(jī)械的期望力矩(麗)，從而當(dāng)所述功率電池(3)的充電狀態(tài)(SOC)大于所述平穩(wěn)區(qū)域(220)的上極限(404 )時(shí)，使所述電機(jī)(I)按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行。
13.計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，其被編程用于實(shí)施按權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
14.用于內(nèi)燃機(jī)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置的電氣的存儲介質(zhì)，其特征在于，在所述電氣的存儲介質(zhì)上面保存了用于實(shí)施按權(quán)利要求1到13中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
15.動力總成系統(tǒng)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置(8)，其特征在于，如此對其進(jìn)行編程，使得其能夠?qū)嵤┌礄?quán)利要求1到14中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
【文檔編號】B60W10/06GK104302526SQ201380026336
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月21日
【發(fā)明者】A.羅伊特, M.施密特 申請人:羅伯特·博世有限公司