專利名稱:混合動(dòng)力汽車運(yùn)行的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種按照獨(dú)立權(quán)利要求前序部分所述的混合動(dòng)力汽車運(yùn)行的方法。
在混合動(dòng)力汽車中兩種驅(qū)動(dòng)單元相互組合,它們以不同的方式為汽車驅(qū)動(dòng)提供功率。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的性能特別良好地相互補(bǔ)充,因此混合動(dòng)力汽車目前主要設(shè)置一種這樣的組合。對(duì)于系列的混合汽車方案來(lái)說(shuō)原則上通過(guò)電機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng),而內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)則通過(guò)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流用于對(duì)儲(chǔ)能器充電或者說(shuō)直接用于為電機(jī)供電。當(dāng)然目前優(yōu)選用并行式混合動(dòng)力方案,在這些方案中汽車驅(qū)動(dòng)既可以用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)也可用電機(jī)。
在并行式混合動(dòng)力方案中,可以在不同的汽車運(yùn)行狀態(tài)時(shí)分別使用在給定的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷范圍內(nèi)具有更好效率的驅(qū)動(dòng)源。電機(jī)可以按不同型式連接于傳動(dòng)系或者說(shuō)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。優(yōu)選的方案是通過(guò)離合器或者直接連接于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上。連接的另一種方案是通過(guò)一種經(jīng)皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或變速器的耦合。
混合動(dòng)力汽車可以用電機(jī)例如在只有小的負(fù)荷要求的運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)行,在這些負(fù)荷要求下內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)只具有低的效率。具有較高負(fù)荷要求的運(yùn)行狀態(tài)可以用來(lái)通過(guò)具有相對(duì)較寬的效率范圍的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)電機(jī)的附加的發(fā)電運(yùn)行又對(duì)電能儲(chǔ)能器充電。電機(jī)在電動(dòng)運(yùn)行時(shí)由電能儲(chǔ)能器饋電。除此之外也可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的并行的力矩輸出,以便例如提高整個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最大轉(zhuǎn)矩。按理想的情況,至少一部分用于推動(dòng)汽車的能量以及為供給汽車電路所需的能量由先前的回收過(guò)程獲得。正如本身已知的那樣,為此充分利用汽車的減速相用來(lái)回收能量,其方法是,汽車的必須的制動(dòng)功率以其盡可能大的部分通過(guò)電機(jī)的發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生,以便又對(duì)儲(chǔ)能器充電。因?yàn)檫@種能量否則的話就作為汽車制動(dòng)設(shè)備里的損失能量被轉(zhuǎn)化為熱量,因此這里對(duì)于最優(yōu)化汽車運(yùn)行的消耗有大的潛能。
由DE 199 47 922 A1已知了一種使混合動(dòng)力汽車實(shí)現(xiàn)回收運(yùn)行的方法,在該方法中使一個(gè)電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行和/或在發(fā)電運(yùn)行時(shí)運(yùn)行。在發(fā)電運(yùn)行時(shí)汽車動(dòng)能由電機(jī)轉(zhuǎn)化成電功率并存儲(chǔ)在一個(gè)儲(chǔ)能單元里。在一個(gè)循環(huán)中首先要校驗(yàn)是否存在汽車的一種驅(qū)動(dòng)要求或者制動(dòng)要求,當(dāng)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)要求時(shí)要校驗(yàn)在考慮到閾值的情況下是否允許從儲(chǔ)能單元里取出能量。當(dāng)允許取出時(shí)就在那里取出能量并用于驅(qū)動(dòng)汽車。當(dāng)不允許取出時(shí)就只以主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供能量。如果沒(méi)有驅(qū)動(dòng)要求的話,那就校驗(yàn)是否存在制動(dòng)要求。當(dāng)有制動(dòng)要求時(shí)要校驗(yàn)是否允許在考慮到閾值的情況下將能量輸入儲(chǔ)能單元里。當(dāng)允許輸入時(shí)將能量輸入那里并因此將汽車的動(dòng)能存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元里。當(dāng)不允許輸入時(shí)將能量輸出至一個(gè)能量導(dǎo)出單元里并接著重復(fù)該循環(huán)。若在第一循環(huán)里發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有驅(qū)動(dòng)要求,其方法是例如沒(méi)有操縱加速踏板,那么就要校驗(yàn)是否有制動(dòng)要求,其方法是例如已操縱過(guò)制動(dòng)踏板。若制動(dòng)踏板已被操縱并且允許使能量輸入儲(chǔ)能器里去,那么就將能量輸送給儲(chǔ)能單元并存儲(chǔ)在那里。
此外由現(xiàn)有技術(shù)已知在司機(jī)有制動(dòng)要求時(shí)整個(gè)制動(dòng)力矩,在制動(dòng)踏板位置為零時(shí)開(kāi)始,分配成兩個(gè)部分提供給汽車,一部分通過(guò)通常的汽車制動(dòng)器產(chǎn)生,另一部分通過(guò)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行產(chǎn)生。在一種這樣的回收方法時(shí)總是有一部分汽車的減速能量無(wú)用地被汽車制動(dòng)器轉(zhuǎn)化成熱量。另外由現(xiàn)有技術(shù)已知了一種與之相比作了改進(jìn)的方法,在該方法中具有小制動(dòng)力矩要求的第一范圍首先只是通過(guò)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行來(lái)滿足要求。這例如可以按如下來(lái)進(jìn)行充分利用制動(dòng)踏板的一個(gè)空行程,以便施加電機(jī)的一個(gè)小的發(fā)電力矩。只是在超過(guò)一個(gè)閾時(shí)才使汽車制動(dòng)器激活,因此與以前所述的方法相比開(kāi)拓了一種較高的回收潛能。
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種方法,在化費(fèi)很少的情況下能夠成本經(jīng)濟(jì)地開(kāi)拓一種比現(xiàn)有技術(shù)更高的回收潛能。
該任務(wù)按照本發(fā)明用獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)解決。本發(fā)明的改進(jìn)方案見(jiàn)從屬權(quán)利要求。
按照本發(fā)明,為使一種具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的混合動(dòng)力汽車運(yùn)行,在要求制動(dòng)時(shí)用一個(gè)額定值M額定在時(shí)刻t1給汽車提供一個(gè)按以下規(guī)則的總制動(dòng)力矩M若M額定≤M閾,則M=MG若M額定>M閾,則M=MG+MF其中在時(shí)刻t1對(duì)制動(dòng)力矩MG來(lái)說(shuō)選一個(gè)值M偏移>0,并且MF>0是一個(gè)由汽車制動(dòng)器提供給汽車的制動(dòng)力矩。
此時(shí)電機(jī)在一種發(fā)電機(jī)模式下將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電功率并給汽車提供一種發(fā)電的制動(dòng)力矩MG或者一個(gè)制動(dòng)功率PG。另一種可選的方案中,在發(fā)電機(jī)模式下也可以由電機(jī)給汽車提供一個(gè)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)功率。按照本發(fā)明規(guī)定在有制動(dòng)要求時(shí)用一個(gè)額定值P額定在時(shí)刻t1給汽車提供一個(gè)按如下規(guī)則的總制動(dòng)功率P若P額定≤P閾,則P額定=PG,或P額定>P閾,則P額定=PG+PF,其中在時(shí)刻t1對(duì)于制動(dòng)功率PG選一個(gè)值P偏移>0,而且PF>0是一個(gè)由汽車制動(dòng)器提供給汽車的制動(dòng)功率。
以下主要借助于術(shù)語(yǔ)制動(dòng)力矩來(lái)說(shuō)明制動(dòng)過(guò)程;但顯而易見(jiàn)的是同樣可以借助于術(shù)語(yǔ)制動(dòng)功率來(lái)進(jìn)行說(shuō)明,而且本發(fā)明也包括一種方法,在該方法中借助于術(shù)語(yǔ)制動(dòng)功率對(duì)制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。
用按照本發(fā)明的方法給汽車提供一種比現(xiàn)有技術(shù)在給定的制動(dòng)力矩M下更高的發(fā)電制動(dòng)力矩并由汽車制動(dòng)器提供一種相應(yīng)較小的制動(dòng)力矩。由此得知,在汽車減速期間可比在用通常的方法時(shí)回收明顯更大部分的能量,因?yàn)樗袦p速過(guò)程或者制動(dòng)過(guò)程完全通過(guò)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)模式進(jìn)行,這些減速過(guò)程或者制動(dòng)過(guò)程要求的制動(dòng)力矩小于閾值。
按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式取決于驅(qū)動(dòng)要求來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)要求,優(yōu)選由加速踏板的位置和/或速度來(lái)規(guī)定,因?yàn)檫@樣可以相比于制動(dòng)要求來(lái)說(shuō)獲得時(shí)間上的益處,所述益處首先取決于制動(dòng)踏板的位置和/或速度。另外因此就特別方便地通過(guò)顯現(xiàn)的偏移制動(dòng)力矩而避免了對(duì)行駛性能的不利影響。特別優(yōu)選地在加速踏板的一個(gè)規(guī)定的卸載值時(shí)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)要求,因?yàn)樵诩铀偬ぐ逍遁d時(shí)反正有可能快速變換至汽車的一種減小的推進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
合適的是制動(dòng)要求附帶地或替代地取決于制動(dòng)踏板的規(guī)定位置和/或速度而實(shí)現(xiàn)。
在另一種優(yōu)選的改進(jìn)方案中按照一個(gè)規(guī)定的接通函數(shù)(Aufschaltungsfunktion)在一個(gè)時(shí)間間隔t1+Δt之內(nèi)使制動(dòng)力矩MG接通到值M偏移,,Δt在2s和0.01s之間的范圍里,優(yōu)選2s,1s,500ms或100ms。另外規(guī)定在一個(gè)規(guī)定的間隔t1和tf之間按照一種規(guī)定的濾玻函數(shù)對(duì)制動(dòng)力矩MG進(jìn)行濾波以抑制制動(dòng)力矩的波動(dòng)。用這種改進(jìn)方案可以在行駛減速期間實(shí)現(xiàn)高的機(jī)械穩(wěn)定性并獲得改善的行駛舒適性。
在本發(fā)明的另外一種優(yōu)選的實(shí)施方式中規(guī)定制動(dòng)力矩M偏移取決于汽車的運(yùn)行狀態(tài),優(yōu)選取決于至少一個(gè)參數(shù)來(lái)選擇汽車行駛速度Vfzg,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速nMot,變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速nG,變速換擋的接入擋轉(zhuǎn)速nGang或者在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的一個(gè)離合器裝置的開(kāi)啟狀態(tài),以便保證可以接受的行駛舒適性。
在另外一種優(yōu)選的實(shí)施方式中制動(dòng)力矩MG在換擋時(shí)間ts里在變速器換高擋過(guò)程中在離合器裝置完全或部分打開(kāi)時(shí)提供給汽車,以便因此避免或減少在轉(zhuǎn)速同步時(shí)否則發(fā)生的能量損失。
特別優(yōu)選的是一個(gè)對(duì)應(yīng)于制動(dòng)力矩MG的電功率至少部分地被提供給一個(gè)電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的其它實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)以下根據(jù)說(shuō)明連用附圖一起作了敘述,它們也與在權(quán)利要求中的組合無(wú)關(guān)。附圖示出
圖1是一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要組成部分的簡(jiǎn)圖;圖2是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配的各種不同方案;圖3是汽車速度、發(fā)電制動(dòng)力矩和汽車制動(dòng)-制動(dòng)力矩在一種推動(dòng)再生時(shí)的兩個(gè)曲線圖。
圖1示意示出一種用于未表示出的混合動(dòng)力汽車的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要組成部分。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和電機(jī)20通過(guò)離合器40與一個(gè)變速器30耦聯(lián),該變速器與至少一個(gè)在圖1中未示出的混合動(dòng)力汽車的車輪耦聯(lián)。電機(jī)20與一個(gè)電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)50,例如一個(gè)可充電的蓄電池或類似裝置電氣耦聯(lián)。有選擇地在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和電機(jī)20之間同樣也通過(guò)一個(gè)離合器60進(jìn)行耦聯(lián)。另一種可選的方案是在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和電機(jī)20之間沒(méi)有使用離合器,它們位于一個(gè)共同的軸上?;旌蟿?dòng)力汽車還具有一種制動(dòng)裝置,它具有一個(gè)傳統(tǒng)的,優(yōu)選液壓的汽車制動(dòng)器。一種未示出的發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀由未示出的控制傳感器,尤其是一個(gè)加速踏板模塊和一個(gè)制動(dòng)踏板模塊來(lái)接收控制信號(hào)以及混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行參數(shù)的其它數(shù)值。
對(duì)于混合動(dòng)力汽車而言是指一種電功率為7至20KW的柔和的混合動(dòng)力汽車,其中所使用的電機(jī)20主要用于起動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10、用于發(fā)電運(yùn)行或者說(shuō)再生以及用于附帶的轉(zhuǎn)矩。在另一種實(shí)施方式中對(duì)于混合汽車而言是指一種完全混合動(dòng)力模式,其功率在25和50KW之間并且可暫時(shí)地通過(guò)電機(jī)20進(jìn)行完全的汽車驅(qū)動(dòng)。
使用電機(jī)20的電動(dòng)運(yùn)行例如可以設(shè)定在只有小的負(fù)荷要求的運(yùn)行范圍里,在這些范圍里內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10只具有小的效率。有較高負(fù)荷要求的運(yùn)行范圍被用來(lái)通過(guò)具有相對(duì)較高效率的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10通過(guò)電機(jī)20的附加的發(fā)電運(yùn)行又對(duì)電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)50充電。在電機(jī)20處于電動(dòng)運(yùn)行時(shí)該電機(jī)通過(guò)電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)50饋電。此外可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和電機(jī)20的一種并行的力矩輸出,優(yōu)選用于提高整個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最大轉(zhuǎn)矩。
正如本身就已知的那樣,發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀包括一些或者多個(gè)微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和接口以及一種裝置,借助于該裝置取決于傳感器的控制信號(hào)可以確定總轉(zhuǎn)矩,該總轉(zhuǎn)矩由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和電機(jī)20提供并且至少部分地提供給變速器30。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和電機(jī)20之間的耦聯(lián)可以優(yōu)選地在這兩個(gè)部件之間既實(shí)現(xiàn)負(fù)的,也實(shí)現(xiàn)正的轉(zhuǎn)矩傳遞。
優(yōu)選使至少一部分要用于混合動(dòng)力汽車推動(dòng)的能量以及用于供給汽車電路所必需的能量在時(shí)間上位于前面的回收過(guò)程中獲得。這里汽車的減速相被用來(lái)回收能量,其中將汽車必需的制動(dòng)功率以盡可能大的部分通過(guò)電機(jī)10的發(fā)電運(yùn)行(發(fā)電模式)用來(lái)對(duì)電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)50充電。因?yàn)檫@種能量否則的話作為損失能量在汽車的制動(dòng)設(shè)備里被轉(zhuǎn)化成熱量,因此其中對(duì)于最優(yōu)化汽車運(yùn)行的消耗有大的潛能。理想地為此可以使用一種可變制動(dòng)設(shè)備,它這樣來(lái)分配制動(dòng)力,以至于最大的部分應(yīng)用到電機(jī)10的發(fā)電運(yùn)行并且只有在超過(guò)一個(gè)最大制動(dòng)力矩時(shí)才使通常的汽車制動(dòng)器激活。為此所需的機(jī)電或電液制動(dòng)設(shè)備化費(fèi)很大并且價(jià)格昂貴。按照本發(fā)明的方法可以使再生方案有效地適應(yīng)于通常的,優(yōu)選液壓的制動(dòng)設(shè)備。
為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)以下借助于制動(dòng)力矩的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)明制動(dòng)過(guò)程,其中很顯然,以等效的方式也可以借助于制動(dòng)功率的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)明。在汽車運(yùn)行時(shí)例如可以借助于存入發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀里的特性曲線族將制動(dòng)力矩?fù)Q算成制動(dòng)功率。
按照本發(fā)明,在有制動(dòng)要求時(shí)用一個(gè)額定值M額定在時(shí)刻t1按以下規(guī)則給汽車提供一個(gè)總制動(dòng)力矩M若M額定≤M閾,則M額定=MG,
若M額定>M閾,則M額定=MG+MF,其中在時(shí)刻t1對(duì)于制動(dòng)力矩MG來(lái)選擇一個(gè)值M偏移>0,而且MF>0是一個(gè)由汽車制動(dòng)器提供給汽車的制動(dòng)力矩。
該提供給汽車的制動(dòng)力矩MG在圖1所示配置中通過(guò)離合器40被施加于一個(gè)未示出的驅(qū)動(dòng)軸上。正如本身就已知的那樣,此時(shí)產(chǎn)生的電能被提供給電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)50。很顯然,按照本發(fā)明的方法可以被組合成本身已知的制動(dòng)操縱方案,優(yōu)選ABS(防抱死系統(tǒng))、ASR(防側(cè)滑調(diào)節(jié)裝置)、制動(dòng)助力器或類似裝置。對(duì)應(yīng)的規(guī)則構(gòu)造優(yōu)選在發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀和/或制動(dòng)控制儀里實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選根據(jù)驅(qū)動(dòng)要求來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)要求。優(yōu)選通過(guò)加速踏板的位置和/或運(yùn)動(dòng)速度來(lái)傳遞驅(qū)動(dòng)要求,所述驅(qū)動(dòng)要求優(yōu)選由一個(gè)加速踏板模塊來(lái)檢測(cè)。如通常那樣,汽車司機(jī)在一個(gè)時(shí)刻t1確定了加速踏板的位置和/或運(yùn)動(dòng)速度。若司機(jī)從加速踏板上抬起腳,那么按照本發(fā)明就確定了制動(dòng)要求的一個(gè)額定值M額定,其中如果M額定<=M閾的話,電機(jī)10在發(fā)電模式中給汽車提供發(fā)電制動(dòng)力矩MG。另外按照本發(fā)明,總制動(dòng)力矩M在時(shí)刻t1只是通過(guò)值MG來(lái)給定,其中MG具有一個(gè)值M偏移>0。若M額定<M閾,那么由汽車制動(dòng)器給汽車附帶地提供一個(gè)制動(dòng)力矩MF>0。額定力矩M額定優(yōu)選通過(guò)一個(gè)值M最大限定,以阻止超出規(guī)定的物理極限,例如制動(dòng)設(shè)備的溫度。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,制動(dòng)要求取決于制動(dòng)踏板的一個(gè)規(guī)定的位置和/或運(yùn)動(dòng)速度。
特別優(yōu)選的是在一個(gè)制動(dòng)踏板位置0處已經(jīng)給汽車提供一個(gè)發(fā)電力矩M偏移。為了說(shuō)明這種實(shí)施方式,在圖2中示出總制動(dòng)力矩M與制動(dòng)踏板位置PW的關(guān)系曲線,其中最大制動(dòng)力矩用M最大表示。在制動(dòng)踏板位置=0時(shí)已經(jīng)顯示出一個(gè)偏移值M偏移。直至達(dá)到一個(gè)閾值S2都適合下式M=MG按照本發(fā)明,在踏板位置PW1處存在一個(gè)回收潛能RK,所述踏板位置對(duì)應(yīng)于額定值M額定?;厥諠撃躌K在制動(dòng)踏板位置PW1時(shí)小于總力矩M,因?yàn)樵谖恢肞W1時(shí)已經(jīng)超過(guò)了閾值S2。顯然,在一種特別簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中閾值S2可以與踏板位置PW無(wú)關(guān)。
為了與按照本發(fā)明的力矩分配進(jìn)行比較,在圖2中也還示出兩種回收方法的變型方案,正如它們由現(xiàn)有技術(shù)已知的那樣。在用M1表示的變型方案中,當(dāng)司機(jī)有制動(dòng)要求時(shí),自制動(dòng)踏板位置0開(kāi)始,將總制動(dòng)力矩M分配成兩部分,一部分通過(guò)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行而產(chǎn)生,為M1,另一部分通過(guò)通常的汽車制動(dòng)器施加。兩種制動(dòng)力矩的和為總制動(dòng)力矩M’。在踏板位置PW2時(shí)開(kāi)拓了一個(gè)回收潛能RK1。用M2表示第二變型方案,其中這里有小的制動(dòng)要求的第一范圍首先只是通過(guò)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行來(lái)滿足。為此例如可以充分利用制動(dòng)踏板的空行程,在此空行程中已經(jīng)給電機(jī)施加了一個(gè)小的發(fā)電力矩。只有當(dāng)超過(guò)閾值S1時(shí)才使汽車制動(dòng)器激活。在制動(dòng)踏板位置PW2處從該由曲線M’給定的總制動(dòng)力矩中開(kāi)拓了一種比在第一變型方案時(shí)更大的再生潛能RK2。由圖還可見(jiàn)到,用按照本發(fā)明的方法可以達(dá)到比第二變型方案還要更高的回收潛能。
按照本發(fā)明的方法隨著制動(dòng)力矩偏移量的施加在時(shí)刻t1時(shí)包含了對(duì)行駛性能的可察覺(jué)到的不利影響的危險(xiǎn)。為了避免這樣的影響,以下涉及用于接通制動(dòng)力矩MG的優(yōu)選的方案。首先可以發(fā)現(xiàn),在有制動(dòng)要求時(shí)取決于一種驅(qū)動(dòng)要求,尤其是加速踏板的一個(gè)預(yù)先規(guī)定的卸荷值,司機(jī)反正期待一種快速的變換至汽車的一種減小的推進(jìn)力。為了減小太強(qiáng)烈的沖擊或者說(shuō)所誘發(fā)的在傳動(dòng)系中的振動(dòng)還規(guī)定按照一個(gè)規(guī)定的接通函數(shù)在一個(gè)時(shí)間間隔t1+Δt之內(nèi)使制動(dòng)力矩MG從一個(gè)起始值M偏移接通到一個(gè)值M0,Δt在2s和0.01s之間的范圍里。優(yōu)選Δt的值為2s,1s,500ms或100ms。優(yōu)選使接通函數(shù)有一種與時(shí)間相關(guān)的斜坡?tīng)畹纳仙A硗饪梢允怪苿?dòng)力矩MG按照一種規(guī)定的濾波函數(shù)濾波來(lái)抑制在規(guī)定的時(shí)間間隔t1+tf之內(nèi)制動(dòng)力矩的波動(dòng)。tf優(yōu)選在2s和0.01s之間的范圍里并且優(yōu)選具有一個(gè)值2s,1s,500ms或100ms。此外可以顯現(xiàn)出對(duì)于時(shí)間間隔最大為2s,5s,10s,30s和優(yōu)選最大60s的偏移值M偏移,并接著優(yōu)選又被去除。
所顯示的偏移值M偏移的大小優(yōu)選規(guī)定取決于汽車的運(yùn)行狀態(tài),以保證可接受的行駛舒適度。偏移值M偏移優(yōu)選取決于以下參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)來(lái)選擇汽車速度VFZG,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速nMot,變速換擋的接入擋轉(zhuǎn)速nGang或者在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的一個(gè)離合器裝置的開(kāi)啟狀態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)溫度,尤其是冷卻介質(zhì)溫度和/或油溫,電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的充電狀態(tài)SOC(State of Charge)、在電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的額定值和實(shí)際充電狀態(tài)之間的差值或者汽車減速的值。在具有高運(yùn)行阻力的高的汽車速度時(shí)和/或具有高的發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力矩的高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nMot時(shí)優(yōu)選規(guī)定相對(duì)較高的值M偏移。相應(yīng)地,在汽車速度VFZG和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nMot為低的值時(shí),可以優(yōu)選設(shè)定較小的值M偏移。由于在低的變速器擋位時(shí)有高的減速比在這種情況下符合發(fā)展趨勢(shì)地只允許較小的值M偏移。很顯然相同的方案也適合于值M0。另外發(fā)電制動(dòng)力矩MG的值原則上可以取決于至少所述的參數(shù)來(lái)選擇。尤其要指出,值MG以及M偏移和/或M0可以根據(jù)加速踏板和/或制動(dòng)踏板的位置和/或運(yùn)動(dòng)速度來(lái)選擇。
在圖3中示出用于根據(jù)時(shí)間按照本發(fā)明來(lái)接通發(fā)電制動(dòng)力矩的另外一種優(yōu)選的方法,其中為了進(jìn)行比較,虛線曲線表示了一種傳統(tǒng)的方法。這里可以認(rèn)為在電機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之間沒(méi)有使用離合器或者當(dāng)使用離合器時(shí)該離合器未打開(kāi)。除了表示出MG之外還表示了汽車速度VFZG和汽車制動(dòng)器制動(dòng)力矩M,它們分別與時(shí)間有關(guān)。按照?qǐng)D3由一種具有恒定行駛速度的行駛運(yùn)行開(kāi)始汽車制動(dòng),直至?xí)r刻t3時(shí)停止。
在時(shí)刻t2時(shí),司機(jī)操縱制動(dòng)踏板并且汽車隨后就減速,直至在時(shí)刻t3時(shí)停止。在通常的情況下施加一個(gè)相應(yīng)的發(fā)電制動(dòng)力矩。這里表示出在超過(guò)閾S1之后在電機(jī)和汽車制動(dòng)器之間進(jìn)行了制動(dòng)力矩的分配。如本身就已知的那樣,剛好在到達(dá)汽車停止之前去除發(fā)電制動(dòng)力矩。接著只還通過(guò)汽車制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。這里更加適宜地要考慮到當(dāng)?shù)陀趦?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的最小允許轉(zhuǎn)速時(shí)必需有一個(gè)脫開(kāi)離合的過(guò)程。
按照本發(fā)明,已在時(shí)刻t1司機(jī)從加速踏板上抬起腳,就發(fā)生了加速踏板的卸荷,從而出現(xiàn)一個(gè)具有偏移值的發(fā)電制動(dòng)力矩MG。在時(shí)刻t2,也就是說(shuō)在該時(shí)刻司機(jī)操縱制動(dòng)踏板,那就施加一個(gè)更高的發(fā)電制動(dòng)力矩MG并且與此相應(yīng)地通過(guò)汽車制動(dòng)器所要施加的制動(dòng)力矩MF要小于在通常方法時(shí)的制動(dòng)力矩。
在按照本發(fā)明的方法的一種特別有利的設(shè)計(jì)方案中,將一個(gè)發(fā)電制動(dòng)力矩MG在加速踏板卸載時(shí),也在一個(gè)換擋時(shí)間內(nèi),當(dāng)變速器換擋在一個(gè)調(diào)高擋過(guò)程時(shí),在離合裝置完全或部分開(kāi)啟時(shí)施加上。此時(shí)要充分利用以下情形,即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或者說(shuō)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速nMot為了從較低的擋位連接到較高的擋位首先必須減小。按照這種優(yōu)選的改進(jìn)方案可以很大程度上避免否則在轉(zhuǎn)速同步時(shí),例如在一個(gè)離合器中所產(chǎn)生的能量損失。優(yōu)選這樣來(lái)控制制動(dòng)力矩,使得在傳力連接至一個(gè)較高擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和變速器輸入軸具有幾乎相同的轉(zhuǎn)速。
在調(diào)高擋時(shí)按照本發(fā)明的回收方法的使用尤其適合于手動(dòng)變速器,但也可以在自動(dòng)變速器中如自動(dòng)轉(zhuǎn)換變速器、直接換擋變速器、自動(dòng)化的手動(dòng)變速器或類似裝置中在換擋時(shí)使用。
在一種自動(dòng)變速器中,按照本發(fā)明發(fā)電制動(dòng)力矩MG通過(guò)集成在換擋方法中進(jìn)行控制。在一種手動(dòng)變速器中為了控制換擋時(shí)間ts的制動(dòng)力矩MG使用了一個(gè)規(guī)定的函數(shù),MG按該函數(shù)變化,優(yōu)選根據(jù)典型的換擋過(guò)程來(lái)求出這種函數(shù)并在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀里實(shí)施。
因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或者說(shuō)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速nMot在換擋過(guò)程中或者說(shuō)換擋時(shí)間內(nèi)可能降到變速器輸入軸轉(zhuǎn)速nGang以下,因此規(guī)定一旦發(fā)生這種情況的話,使發(fā)電制動(dòng)力矩MG減小到零或者相應(yīng)地去除。必要時(shí)也可以借助于電機(jī)提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,此時(shí)轉(zhuǎn)速nMot小于轉(zhuǎn)速nG。
附圖標(biāo)記列表10內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)20電機(jī)30變速器40離合器50電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)60可選擇的離合器M 制動(dòng)力矩MG發(fā)電制動(dòng)力矩M1,M2,M’ 按現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)矩變化曲線RK1,RK2,RK 再生潛能M0發(fā)電的制動(dòng)力矩MF汽車制動(dòng)器制動(dòng)力矩
權(quán)利要求
1.具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的混合動(dòng)力汽車運(yùn)行的方法,其中至少一個(gè)電機(jī)在發(fā)電機(jī)模式下將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電功率并可以給汽車提供一個(gè)發(fā)電的制動(dòng)力矩MG或者一個(gè)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)功率PG,其特征在于,在有制動(dòng)要求時(shí)用一個(gè)額定值M額定在時(shí)刻t1給汽車提供一個(gè)按如下規(guī)則的總制動(dòng)力矩M若M額定≤M閾,則M額定=MG,若M額定>M閾,則M額定=MG+MF,而且在時(shí)刻t1對(duì)于制動(dòng)力矩MG來(lái)說(shuō)選一個(gè)值M偏移>0,其中MF>0是一個(gè)由汽車制動(dòng)器提供給汽車的制動(dòng)力矩;或者在一種制動(dòng)要求時(shí)用一個(gè)額定值P額定在時(shí)刻t1給汽車提供一個(gè)按照以下規(guī)則的總制動(dòng)功率P若P額定≤P閾,則P額定=PG,若P額定>P閾,則P額定=PG+PF,而且在時(shí)刻t1對(duì)于制動(dòng)功率PG來(lái)說(shuō)選一個(gè)值P偏移>0,其中PF>0是一個(gè)由汽車制動(dòng)器提供給汽車的制動(dòng)功率。
2.按權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述制動(dòng)要求根據(jù)一個(gè)驅(qū)動(dòng)要求,優(yōu)選由加速踏板的位置和/或運(yùn)動(dòng)速度所規(guī)定地來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.按權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述制動(dòng)要求在加速踏板的一個(gè)規(guī)定的卸荷值時(shí)優(yōu)選規(guī)定加速踏板的位置=0地實(shí)現(xiàn)。
4.按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述制動(dòng)要求根據(jù)制動(dòng)踏板的一個(gè)規(guī)定位置和/或運(yùn)動(dòng)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5.按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,按照一種規(guī)定的接通函數(shù)來(lái)接通制動(dòng)力矩MG,至少在一個(gè)時(shí)間間隔t1+Δt之內(nèi)優(yōu)選從一個(gè)起始值M偏移至一個(gè)值M0,Δt在2s和0.01s之間的范圍里,優(yōu)選一個(gè)值2s,1s,500ms或100ms。
6.按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,按一個(gè)規(guī)定的濾波函數(shù)在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間間隔t1+tF之內(nèi)進(jìn)行制動(dòng)力矩MG的濾波來(lái)抑制制動(dòng)力矩波動(dòng),tF在2s和0.01s之間的范圍里,優(yōu)選一個(gè)值2s,1s,500ms或100ms。
7.按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,偏移值M偏移取決于汽車的運(yùn)行狀態(tài),優(yōu)選取決于以下參數(shù)中的至少一個(gè)來(lái)選擇汽車速度VFZG、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速nMot,變速器輸入軸轉(zhuǎn)速M(fèi)G、變速器換擋的接入擋轉(zhuǎn)速nGang、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度,尤其是冷卻介質(zhì)溫度和/或油溫、至少一個(gè)電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的充電狀態(tài)SOC、至少一個(gè)電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的差(額定SOC)-(實(shí)際SOC)、汽車減速的值、在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的離合器裝置的開(kāi)啟狀態(tài)。
8.按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述制動(dòng)力矩MG具有不同時(shí)間間隔的偏移值M偏移,該時(shí)間間隔最大為2s,5s,10s,或者30s,優(yōu)選最大為60s;并使偏移值接著又被去除。
9.按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在換擋時(shí)間ts里,在變速器換擋的換高擋過(guò)程中,在離合器裝置完全或部分打開(kāi)時(shí)將制動(dòng)力矩MG提供給汽車。
10.按權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,根據(jù)轉(zhuǎn)速nMot和變速器輸入軸轉(zhuǎn)速nG來(lái)控制值MG來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速同步。
11.按權(quán)利要求9或10中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,對(duì)于制動(dòng)力矩MG來(lái)說(shuō)選擇一個(gè)值≤0,此時(shí)轉(zhuǎn)速nMot小于轉(zhuǎn)速nG。
12.按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,汽車具有一個(gè)手動(dòng)變速器。
13.按權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,按照一個(gè)規(guī)定的函數(shù)進(jìn)行對(duì)制動(dòng)力矩MG的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速同步。
14.按上述權(quán)利要求1至11中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,汽車具有一個(gè)自動(dòng)變速器,優(yōu)選一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換變速器、直接換擋變速器或一個(gè)自動(dòng)化的手動(dòng)變速器。
15.按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,一個(gè)對(duì)應(yīng)于制動(dòng)力矩MG的電功率至少部分地被提供給一個(gè)電能存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使混合動(dòng)力汽車運(yùn)行的方法,該混合動(dòng)力汽車具有內(nèi)燃機(jī)和電機(jī),其中至少一個(gè)電機(jī)在發(fā)電機(jī)模式下將汽車的功能轉(zhuǎn)化成電功率并可以給汽車提供一個(gè)發(fā)電的制動(dòng)力矩M
文檔編號(hào)B60W10/18GK1956860SQ200580016800
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月24日
發(fā)明者M·齊爾默, M·霍爾茨, E·波特, D·普羅查茲卡 申請(qǐng)人:大眾汽車有限公司, 斯柯達(dá)汽車股份公司