用于混合驅(qū)動(dòng)的操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)于能夠用多個(gè)操作模式操作的機(jī)動(dòng)車-尤其是插入式混合動(dòng)力車輛或者帶增程器的車輛(Range-Extender-Fahrzeug)的混合驅(qū)動(dòng)的操作方法。本發(fā)明尤其涉及用于選擇沿著行駛路線的混合驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化的操作模式的操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今所謂的插入混合動(dòng)力車輛和帶增程器的車輛大大發(fā)展。這些車輛具有至少兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換器、通常一個(gè)內(nèi)燃機(jī)并且一個(gè)電機(jī)(E-機(jī)器)以及兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換器、通常一個(gè)燃料箱并且一個(gè)電能的儲(chǔ)能器-例如電池。電能的儲(chǔ)能器能夠在外部-例如通過電網(wǎng)得以充電。如此的車輛能夠在較長(zhǎng)的路上純電動(dòng)地或者混合動(dòng)力地行駛或者說在不同的行駛模式中得以操作。典型的行駛模式是純電動(dòng)，其中牽引能量只是通過電池提供并且通過E-機(jī)器轉(zhuǎn)換。另一個(gè)操作模式是混合驅(qū)動(dòng)，其中車輛主要通過由燃料箱供應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)并且電機(jī)和電池通過不同的混合功能-例如回收、負(fù)載點(diǎn)位移等等用于提高效率。另一個(gè)可能的操作模式例如是通過內(nèi)燃機(jī)給電池充電。
[0003]困難在于，在行駛操作中如此選擇行駛模式，從而在全部的行駛路線上實(shí)現(xiàn)盡可能優(yōu)化的行駛操作。盡可能優(yōu)化的行駛操作能夠是，它產(chǎn)生例如最小的行駛成本，它減少C02的排放并且/或者它實(shí)現(xiàn)盡可能長(zhǎng)的電動(dòng)行駛或者說在一定的范圍中-例如在市區(qū)-的電動(dòng)行駛。因?yàn)楸匦璧男畔]有提供給他或者說信息對(duì)他而言過于復(fù)雜而無法處理，通常駕駛者不能最優(yōu)地選擇操作模式，以實(shí)現(xiàn)這樣的高級(jí)目標(biāo)。
[0004]從DE 198 31 487 Cl中可知一種用于操作一連串的混合驅(qū)動(dòng)的方法，它考慮交通信息對(duì)于操作策略的短期、中期和長(zhǎng)期的影響，以優(yōu)化混合動(dòng)力車輛的操作模式。提出的是，基于對(duì)于單個(gè)部分路段的性能測(cè)量最優(yōu)的驅(qū)動(dòng)類型或者說能量源。然而對(duì)于所述方法的缺點(diǎn)是，部分路段的這個(gè)分離的視角不實(shí)現(xiàn)的是，對(duì)于行駛路線的整個(gè)行程確定操作模式的優(yōu)化序列，因?yàn)閷?duì)于一定的部分路段的具有表面上最好的性能輪廓的驅(qū)動(dòng)類型在考慮行駛路線的總行程時(shí)并不必然地呈現(xiàn)對(duì)于該部分路段的最優(yōu)選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)是，提出對(duì)于能夠用多個(gè)操作模式操作的機(jī)動(dòng)車的混合驅(qū)動(dòng)的、避免傳統(tǒng)的操作方法的缺點(diǎn)的操作方法。該操作方法應(yīng)該尤其實(shí)現(xiàn)沿著行駛路線的混合驅(qū)動(dòng)的最優(yōu)操作模式的選擇。
[0006]該任務(wù)分別通過具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的混合驅(qū)動(dòng)的操作方法解決。本發(fā)明的有利的實(shí)施方式和應(yīng)用是從屬權(quán)利的主題并且在下文的說明書部分參考附圖較詳細(xì)地闡釋。
[0007]根據(jù)本發(fā)明提出對(duì)于能夠用多個(gè)操作模式為了推動(dòng)車輛而操作的機(jī)動(dòng)車的混合驅(qū)動(dòng)的操作方法。根據(jù)本發(fā)明的操作方法的特別突出的應(yīng)用涉及插入式混合動(dòng)力車輛或者帶增程器的車輛的混合驅(qū)動(dòng)，其中根據(jù)本發(fā)明的方法卻不限于該混合動(dòng)力車輛的類型，而是可以應(yīng)用在能夠用多個(gè)操作方式操作的混合動(dòng)力車輛的每個(gè)類型上。
[0008]該方法包括以下步驟:把行駛路線分為路段的序列；確定至少一個(gè)沿著行駛路線在每個(gè)路段上的對(duì)于混合驅(qū)動(dòng)的多個(gè)操作模式中的每一個(gè)的預(yù)定目標(biāo)量；并且確定對(duì)于行駛路線的最優(yōu)路徑。
[0009]在這里把路徑如此地理解為沿著行駛路線的操作模式的序列，從而把每個(gè)路段分配到多個(gè)操作模式中的一個(gè)。換而言之指定路徑，何種操作模式-例如純電動(dòng)行駛、混合驅(qū)動(dòng)或者借助于內(nèi)燃機(jī)給電池充電先后地沿著行駛路線得以應(yīng)用。最優(yōu)的路徑是具有對(duì)于至少一個(gè)目標(biāo)量的最優(yōu)值的路徑。為了確定路徑-尤其是最優(yōu)路徑的目標(biāo)量的值，優(yōu)選地把沿著路徑的所有路段的目標(biāo)量的單獨(dú)值疊加。在比較關(guān)于目標(biāo)量的所有路徑時(shí)，具有目標(biāo)量的最大值或者最小值的那個(gè)路徑具有目標(biāo)量的最優(yōu)值。
[0010]把給出的行駛路線如此地分解到不同的路徑中，從而考慮操作方式的所有可能的、為了實(shí)現(xiàn)沿著行駛路線從開始到目標(biāo)的序列的根據(jù)本發(fā)明的原理實(shí)現(xiàn)了，在考慮行駛路線的全部行程時(shí)確定對(duì)于給出的目標(biāo)量的操作模式的盡可能最好的序列。
[0011]在這里通過給出期望的目標(biāo)量把沿著行駛路線的最優(yōu)操作模式的確定匹配到期望的優(yōu)化目標(biāo)上。對(duì)于目標(biāo)量的優(yōu)選的例子是行駛成本，其中于是最優(yōu)的路徑是其操作模式的序列導(dǎo)致對(duì)于行駛路線的最小的行駛成本的那個(gè)。根據(jù)該實(shí)施例計(jì)算即預(yù)測(cè)沿著行駛路線在每個(gè)路段上對(duì)于每個(gè)操作模式的預(yù)測(cè)的行駛成本。這樣能夠?qū)τ诿總€(gè)可能的路徑即沿著行駛路線的操作模式的序列計(jì)算全部行駛成本的大小或者說在所有可能的路徑的情況下選擇那個(gè)路徑，在它上面實(shí)現(xiàn)車輛優(yōu)化成本的目標(biāo)。對(duì)于該目標(biāo)量需要的當(dāng)前每千瓦時(shí)的電價(jià)并且每升的燃料價(jià)格事先得以提供或者說在需要時(shí)更新，例如通過由使用者或者由通過服務(wù)器提供的數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程查詢自動(dòng)地輸入到相應(yīng)設(shè)計(jì)的導(dǎo)航系統(tǒng)中。
[0012]憑借本發(fā)明卻也可能的是，通過給出其它的目標(biāo)量根據(jù)其它的準(zhǔn)則優(yōu)化沿著行駛路線的不同的操作模式的選擇。根據(jù)另一個(gè)改型能夠給出車輛排放-尤其是C02排放作為目標(biāo)量并且由此得以優(yōu)化。其它可能的目標(biāo)量是電池的壽命載荷并且\或者沿著路線電動(dòng)行駛的持續(xù)時(shí)間。后者是對(duì)于一個(gè)目標(biāo)量的例子，其中最優(yōu)的路徑是具有目標(biāo)量的最大值的那個(gè)。
[0013]根據(jù)一種尤其優(yōu)選的實(shí)施例目標(biāo)量是多維的目標(biāo)量，即確定分別多個(gè)不同的、對(duì)于混合驅(qū)動(dòng)的每個(gè)操作模式并且沿著行駛路線在每個(gè)路段上的目標(biāo)量的預(yù)測(cè)的值。根據(jù)該實(shí)施例于是借助于多準(zhǔn)則的優(yōu)化(Pareto優(yōu)化)基于多個(gè)目標(biāo)量確定最優(yōu)路徑。換而言之能夠定義多個(gè)分目標(biāo)，例如行駛成本的優(yōu)化、C02排放的優(yōu)化并且電池的壽命載荷的最小化，并且借助于權(quán)重因子整合到共同的目標(biāo)函數(shù)，它于是借助于可行的為了解決多準(zhǔn)則的路徑優(yōu)化問題的Pareto優(yōu)化技術(shù)得以優(yōu)化。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面實(shí)現(xiàn)根據(jù)消耗相關(guān)的量的一個(gè)目標(biāo)量或者多個(gè)目標(biāo)量的確定。為了改善預(yù)測(cè)精度同樣地能夠?qū)⑵鋵?duì)于單個(gè)路段進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0015]例如能夠?qū)崿F(xiàn)確定根據(jù)沿著行駛路線的行駛速度曲線的目標(biāo)量，因?yàn)閷?duì)于相應(yīng)驅(qū)動(dòng)類型的能耗或者說提到的目標(biāo)量主要取決于沿著道路的行駛速度。行駛速度能夠根據(jù)道路類型、沿著路段的速度限制并且/或者根據(jù)地形分布-例如路段的斜率或者坡度得以預(yù)測(cè)。根據(jù)該實(shí)施變型操作方法確定每個(gè)路段中的車輛的預(yù)測(cè)的行駛速度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)可能性規(guī)定的是，在使用當(dāng)前的或者歷史的交通數(shù)據(jù)的情況下附加地考慮單個(gè)路段中的交通流的期望速度，以進(jìn)一步改善沿著行駛路線的行駛速度曲線的預(yù)測(cè)。
[0017]確定沿著給出的行駛路線的路段中的預(yù)測(cè)行駛速度的原理-如前述的-是從導(dǎo)航裝置的【背景技術(shù)】中可知并且在這里不必進(jìn)一步描述。
[0018]優(yōu)選地考慮對(duì)目標(biāo)量有影響的其它的車輛特定量并且/或者車輛周圍特定量。對(duì)此例如是車輛質(zhì)量、驅(qū)動(dòng)桿的溫度、電池的溫度、外部溫度并且/或者內(nèi)部空間溫度。從而能夠例如根據(jù)車輛中的外部溫度和內(nèi)部溫度確定對(duì)于取暖裝置和空調(diào)或者其它的額外耗件的能量需求。沿著行駛路線預(yù)測(cè)的額外耗件的必要的能耗因此不再作為用于推進(jìn)車輛的電機(jī)的可用的能量。根據(jù)該實(shí)施變型因此能夠把如此的車輛特定的并且/或者車輛周圍特定的量對(duì)于單個(gè)的路段進(jìn)行預(yù)測(cè)，即預(yù)報(bào)。由此能夠進(jìn)一步改善最優(yōu)操作模式的確定的精度。
[0019]根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展形式實(shí)現(xiàn)確定根據(jù)至少一個(gè)必要條件的至少一個(gè)的目標(biāo)量。這樣能夠例如規(guī)定對(duì)于一個(gè)或者多個(gè)路段的確定的操作模式，例如如果沿著路段駛過一個(gè)必須電動(dòng)地行駛的區(qū)域-所謂的“零排放區(qū)”就是如此。根據(jù)該實(shí)施形式的其它有利的類型也能夠規(guī)定在行駛路線的結(jié)束處電池充電狀態(tài)會(huì)低于的確定的閾值。由此能夠例如確保的是，在行駛中電池充分地放電，以能夠把它在行駛之后用再生的電力再次充電或者說以在積極方面影響電池的老化。備選地也能夠規(guī)定在行駛路線的結(jié)束處電池充電狀態(tài)應(yīng)該超過的確定的閾值。由此若在行駛路線的目標(biāo)處沒有存有充電站并且該目標(biāo)位于零排放區(qū)中，能夠在重新行駛時(shí)確保電動(dòng)的操作。
[0020]另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)形式規(guī)定的是，實(shí)現(xiàn)根據(jù)沿著行駛路線對(duì)于電池的外部充電可能性的至少一個(gè)目標(biāo)量的確定。在該擴(kuò)展形式的有利的變型的情況下得到沿著最優(yōu)的道路的用于耦合再生的電流的?？奎c(diǎn)并且提供給駕駛者。
[0021]為了進(jìn)一步改善操作模式的最優(yōu)序列的確定的精確性，有利的是，在完成一個(gè)路段或者多個(gè)路段的駛過之后把預(yù)測(cè)的至少一個(gè)目標(biāo)量通過對(duì)于至少一個(gè)對(duì)于已經(jīng)駛過的路段的目標(biāo)量的實(shí)際的值(Ist-Wert，實(shí)際值)進(jìn)行替換并且把最優(yōu)路徑的確定重新執(zhí)行。根據(jù)該變型能夠把對(duì)于已經(jīng)駛過的路段的預(yù)測(cè)的消耗相關(guān)的量通過對(duì)于該量的實(shí)際的值-實(shí)際值-進(jìn)行替換，以計(jì)算目標(biāo)量的實(shí)際的值。
[0022]本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及具有用根據(jù)前述的方面的方法操作的混合驅(qū)動(dòng)的車輛-尤其是商用車。
【附圖說明】
[0023]本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)在下文中參考附圖得以描述。示出了:
[0024]圖1是用于選擇根據(jù)實(shí)施例的混合驅(qū)動(dòng)的最優(yōu)的操作模式的操作方法的流程圖；
[0025]圖2是道路到路段的示意性劃分并且對(duì)于單個(gè)路徑的每個(gè)路段的目標(biāo)量的計(jì)算；
[0026]圖3是在使用特征圖的情況下計(jì)算預(yù)測(cè)的目標(biāo)量和消耗量；并且
[0027]圖4是示意地為了確定操作模式的最優(yōu)序列的最優(yōu)路徑的選擇。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1舉例描述為了選擇沿著行駛路線的最優(yōu)操作模式對(duì)于機(jī)動(dòng)車的混合驅(qū)動(dòng)的操作方法的可能的流程圖。
[0029]在步驟SlO中實(shí)現(xiàn)輸入行駛目標(biāo)-例如通過使用者輸入到導(dǎo)航裝置中。
[0030]接著在步驟S20中以傳統(tǒng)的方式借助于從【背景技術(shù)】中已知的導(dǎo)航裝置計(jì)算行駛路線。
[0031]在步驟S30中實(shí)現(xiàn)計(jì)算的行駛路線到單個(gè)的路段的分解。單個(gè)路段的長(zhǎng)度理論上是可以自由選擇的并且以有利的方式根據(jù)路線自動(dòng)選擇。該分解在這里例如根據(jù)把路段用相似的要求構(gòu)造的準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)。一個(gè)可能性是，沿著路線把行駛路線根據(jù)道路類型進(jìn)行劃分-即根據(jù)高速路、市郊道路、市區(qū)道路等等劃分，從而當(dāng)?shù)缆奉愋烷_始或者結(jié)束時(shí)，于是例如開始或者說結(jié)束路段?？蛇x或者附加地能夠沿著行駛路線用不同的前述最高速度選擇路段的分解。如此的信息是可以對(duì)于在導(dǎo)航儀中通用地使用的地圖數(shù)據(jù)提取的。以有利的方式在行駛路線到路段的