本發(fā)明涉及一種用于在線適配混動(dòng)車輛的特性線的方法,其中特性線用于選出驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行類型和/或用于確定驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行點(diǎn)。
背景技術(shù):
持續(xù)上升的燃料成本以及涉及車輛排放的更嚴(yán)格的法律上的規(guī)定對(duì)機(jī)動(dòng)車的效率提出了越來(lái)越高的要求。對(duì)于減少燃料消耗的大的潛力為驅(qū)動(dòng)系的混合化。在此將驅(qū)動(dòng)系以至少一個(gè)電機(jī)和相關(guān)聯(lián)的電的儲(chǔ)存系統(tǒng)來(lái)拓展。
根據(jù)混合化的實(shí)施方案能夠由此除了純以內(nèi)燃機(jī)方式的運(yùn)行之外還呈現(xiàn)出各種另外的運(yùn)行類型、如電行駛、加速運(yùn)行、制動(dòng)回收、負(fù)荷點(diǎn)移位等。運(yùn)行類型的特征在于特定的構(gòu)件配置和在驅(qū)動(dòng)系的涉及的構(gòu)件中的能量流的形式的組合。
混合化的驅(qū)動(dòng)系的各種運(yùn)行類型必須在車輛運(yùn)行中有意義地來(lái)使用,以便實(shí)現(xiàn)燃料消耗的最大可能的減少。在此還應(yīng)當(dāng)注意另外的目標(biāo)或目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)橄男实奶岣呤冀K在在排放最小化、構(gòu)件保護(hù)和/或行駛舒適度之間的沖突區(qū)中發(fā)生。因此需要的是,在更高級(jí)的運(yùn)行策略的范圍中從混合化的驅(qū)動(dòng)系的可行的運(yùn)行類型的預(yù)設(shè)的量中來(lái)選出帶有在驅(qū)動(dòng)系中的相對(duì)應(yīng)的理想的功率分配的對(duì)于當(dāng)前的運(yùn)行時(shí)間點(diǎn)在預(yù)設(shè)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)方面理想的運(yùn)行類型。
為了在運(yùn)行策略的范圍中選出相應(yīng)理想的運(yùn)行類型,由現(xiàn)有技術(shù)已知不同的技術(shù)和方法。示例性地對(duì)此從現(xiàn)有技術(shù)中參閱下列出版物:
[1]:A.Wilde, 用于在混動(dòng)車輛中進(jìn)行適應(yīng)性的和預(yù)測(cè)性的能量管理的模塊化的功能架構(gòu), 博士論文, 慕尼黑工業(yè)大學(xué), 2009(A.Wilde, Eine modulare Funktionsarchitektur für adaptives und vorausschauendes Energiemanagement in Hybridfahrzeugen, Dissertation, TU München、2009);以及
[2]:J.von Grundherr, 從在線優(yōu)化中來(lái)推導(dǎo)用于混動(dòng)車輛的啟發(fā)式的運(yùn)行策略, 博士論文, 慕尼黑工業(yè)大學(xué), 2010(J.von Grundherr, Ableitung einer heuristischen Betriebsstrategie für ein Hybridfahrzeug aus einer Online-Optimierung, Dissertation, TU München, 2010);以及
[3]:Onori et al., 用于混合電動(dòng)車輛的適應(yīng)性的等效的消耗最小化策略, 美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)會(huì)議2010, 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和控制會(huì)議DSCC2010 9月12-15, 2010, 劍橋(馬薩諸塞州), 美國(guó)(Onori et al., Adaptive Equivalent Consumption Minimization Strategy for Hybrid Electric Vehicles, Proceedings of the ASME 2010, Dynamic Systems and Control Conference DSCC2010 September 12-15, 2010, Cambridge(MA), USA)。
例如已知一種基于所謂的在線優(yōu)化的方法,所述方法將車輛理解為多維的優(yōu)化問(wèn)題,所述優(yōu)化問(wèn)題由目標(biāo)函數(shù)來(lái)描述,所述目標(biāo)函數(shù)不僅包括物理的變量(如消耗),而且包括其它的要求(如構(gòu)件的壽命保護(hù)或噪音排放等)。由此例如在出版物[2]中提出了一種總成本函數(shù),借助于所述總成本函數(shù)除了目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)“燃料效率”之外還考慮另外的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、如例如可行駛性(行駛舒適度)。在此將相對(duì)應(yīng)于各個(gè)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的子成本函數(shù)借助于求和來(lái)組合成總成本函數(shù)并且接著由總成本函數(shù)來(lái)算出涉及運(yùn)行策略的決定。
為了預(yù)設(shè)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中的每個(gè),提前確定或規(guī)定用于數(shù)量上地描述相應(yīng)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的至少一個(gè)評(píng)價(jià)變量。為了計(jì)算評(píng)價(jià)變量和為了建模成本函數(shù)通常使用多個(gè)特性線。
首先在許多運(yùn)行策略必須考慮一目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的情況下,運(yùn)行類型選出方法的運(yùn)用由于許多特性線伴隨大量相關(guān)性而是耗費(fèi)的。
此外運(yùn)行策略的運(yùn)用通常僅僅針對(duì)唯一的計(jì)劃的車輛使用來(lái)實(shí)行。然而通常在計(jì)劃的和實(shí)際上的車輛使用之間產(chǎn)生偏差。因此值得期望的是,在車輛運(yùn)行時(shí)辨認(rèn)出這些偏差并且將運(yùn)行策略相應(yīng)進(jìn)行匹配。借助于這樣的偏差數(shù)據(jù)能夠?qū)⑦\(yùn)行策略的特性線進(jìn)行在線適配,即在車輛的行駛運(yùn)行中進(jìn)行動(dòng)態(tài)匹配,然而這在特性線彼此的提高的相關(guān)性的情況下與此相應(yīng)地是難以能夠?qū)崿F(xiàn)的且/或需要高的計(jì)算消耗。此外能夠在運(yùn)行策略中處理預(yù)測(cè)性的信息,以便對(duì)改變的邊界條件作出反應(yīng),針對(duì)將來(lái)的事件來(lái)預(yù)先準(zhǔn)備能量?jī)?chǔ)存器并且因此保證最大的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。同樣這要求在線適配特性線。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此本發(fā)明的任務(wù)在于,提供一種用于在線適配混動(dòng)車輛的特性線的改善的方法,其中特性線用于選出驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行類型和/或用于確定驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行點(diǎn),利用所述方法能夠避免傳統(tǒng)的技術(shù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明的任務(wù)尤其在于,提供一種用于在線適配混動(dòng)車輛的特性線的簡(jiǎn)化的方法,所述方法由于較小的復(fù)雜性而出眾并且能夠利用所述方法以相對(duì)小的計(jì)算消耗來(lái)在線適配大量特性線(尤其基于改變的邊界條件或基于預(yù)測(cè)性的信息)。
所述任務(wù)通過(guò)帶有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的方法和裝置來(lái)解決。本發(fā)明的有利的實(shí)施方式和用途由從屬權(quán)利要求得知并且在下面的描述中部分參考圖來(lái)進(jìn)一步進(jìn)行闡述。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供一種用于在線適配混動(dòng)車輛的至少一個(gè)特性線的方法,所述混動(dòng)車輛具有帶有電的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的混合化的驅(qū)動(dòng)系,所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠由電的能量?jī)?chǔ)存器供以電流。在此所述至少一個(gè)特性線用于選出混合化的驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行類型和/或用于確定混合化的驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行點(diǎn)。
概念“在線適配”被理解成在混動(dòng)車輛的運(yùn)行或行駛運(yùn)行中來(lái)匹配特性線,從而特性線的進(jìn)展能夠在行駛運(yùn)行中例如匹配改變的邊界條件或能夠鑒于預(yù)測(cè)性的路段信息來(lái)進(jìn)行匹配。
根據(jù)所述方法來(lái)確定多個(gè)細(xì)分界限,借助于所述細(xì)分界限能夠?qū)⒛芰績(jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)區(qū)域細(xì)分成多個(gè)區(qū)域,其中細(xì)分界限中的至少一個(gè)在車輛運(yùn)行中能夠規(guī)定成可變的。
能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)區(qū)域通常包括0%至100%的充電狀態(tài)(英文:State of Charge(SOC))。充電狀態(tài)界限能夠通過(guò)充電狀態(tài)值來(lái)確定、例如通過(guò)x%的SOC值。在能夠規(guī)定成可變的細(xì)分界限中充電狀態(tài)值x%能夠在車輛的行駛運(yùn)行中來(lái)改變,從而細(xì)分界限的位置改變,即沿著充電狀態(tài)軸線向左或右移位。
根據(jù)所述方法,所述至少一個(gè)特性線的進(jìn)展取決于能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)來(lái)預(yù)設(shè),其中,所述至少一個(gè)特性線在細(xì)分界限處的值規(guī)定成固定的。換言之特性線在細(xì)分界限的部位處的縱坐標(biāo)以獨(dú)立于細(xì)分界限在當(dāng)前被調(diào)整到哪個(gè)當(dāng)前的充電狀態(tài)值(橫坐標(biāo))上的方式來(lái)確定。因此特性線的預(yù)設(shè)的進(jìn)展由多個(gè)子進(jìn)展形成,所述子進(jìn)展分別從一個(gè)細(xì)分界限延伸至一與其相鄰的細(xì)分界限,其中子進(jìn)展的邊界點(diǎn)的縱坐標(biāo)(所述邊界點(diǎn)總是處在細(xì)分界限上)是固定的。每個(gè)子進(jìn)展因此通過(guò)其邊界點(diǎn)和相應(yīng)的子進(jìn)展的函數(shù)或曲線形狀來(lái)預(yù)設(shè),以便連接邊界點(diǎn)。在可變的細(xì)分界限中,處在細(xì)分界限上的邊界點(diǎn)在橫坐標(biāo)方向(即充電狀態(tài)軸線)上的位置因此取決于細(xì)分界限的當(dāng)前的位置。例如子進(jìn)展的曲線形狀能夠預(yù)設(shè)為線性、拋物線形、雙曲線形等。
因此數(shù)學(xué)上地說(shuō),在如下邊界條件的情況下來(lái)預(yù)設(shè)為充電狀態(tài)值關(guān)聯(lián)有特性線值的函數(shù),即特性線在細(xì)分界限處總是具有預(yù)設(shè)的固定的值。由此取決于細(xì)分界限的當(dāng)前的值來(lái)預(yù)設(shè)一系列可能的子進(jìn)展和由此一系列可能的特性線進(jìn)展,其中通過(guò)確定對(duì)于細(xì)分界限的值還唯一地確定了特性線的進(jìn)展。
如在單個(gè)情況中那樣,特性線進(jìn)展在考慮上述實(shí)施方案的情況下來(lái)預(yù)設(shè),當(dāng)然取決于描繪出特性線的技術(shù)上的參考變量,并且不是本發(fā)明的對(duì)象。
根據(jù)所述方法,所述至少一個(gè)特性線的在線適配在使可變的細(xì)分界限中的至少一個(gè)進(jìn)行移位的情況中來(lái)進(jìn)行。在此所述至少一個(gè)特性線在考慮規(guī)定成固定的值(特性線在細(xì)分界限處具有所述值)的情況下并且相對(duì)應(yīng)于這個(gè)/這些移位的可變的細(xì)分界限來(lái)移位和縮放,從而特性線匹配移位的細(xì)分界限。在細(xì)分界限移位的情況下特性線因此隨著細(xì)分界限一同“偏移”,其中特性線在兩個(gè)細(xì)分界限之間的進(jìn)展自動(dòng)地被縮放。因此數(shù)學(xué)上地來(lái)說(shuō),基于用于特性線進(jìn)展的預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)上的函數(shù)在考慮以特性線的隨著這個(gè)/這些細(xì)分界限來(lái)移位的邊界點(diǎn)的形式的新的邊界條件的情況下來(lái)重新計(jì)算特性線進(jìn)展。
本發(fā)明利用如下事實(shí),即每個(gè)混合的運(yùn)行類型使用電機(jī)并且因此引起或者能量?jī)?chǔ)存器的充電或者能量?jī)?chǔ)存器的放電。由此能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)(State of Charge(SOC))能夠用作用于運(yùn)用運(yùn)行策略的重要的變量。根據(jù)本發(fā)明利用這一點(diǎn),以便通過(guò)確定細(xì)分界限來(lái)提供用于劃分能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)的結(jié)構(gòu),運(yùn)行策略的特性線能夠遵照所述結(jié)構(gòu)并且方法的特性線能夠引入到所述結(jié)構(gòu)中。然而特性線必須與電的能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)處于邏輯的聯(lián)系,即能夠取決于充電狀態(tài)來(lái)確定,這在多個(gè)特性線的情況下(其典型地用于選出混合化的驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行類型或混合化的驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行點(diǎn))是這樣的情況。在充電狀態(tài)(SOC)上來(lái)定義的細(xì)分界限和由此形成的充電狀態(tài)區(qū)域?yàn)檩o助手段,利用所述輔助手段使得運(yùn)行策略的特性線能夠彼此相匹配。每個(gè)特性線必須如下遵照界限,即保證區(qū)域的期望的效果。由此方法的所有的特性線具有共同的范圍,所述所有的特性線能夠匹配所述范圍。根據(jù)本發(fā)明的SOC區(qū)域的劃分因此為如下簡(jiǎn)單的可行性,即在行駛運(yùn)行中動(dòng)態(tài)地匹配特性線。對(duì)此,使得細(xì)分界限中的一個(gè)或多個(gè)移位。動(dòng)態(tài)地在線匹配特性線通過(guò)將特性線匹配移位的細(xì)分界限來(lái)進(jìn)行。所述特性線隨著所述界限一同偏移并且自動(dòng)地相應(yīng)縮放。由此在特性線之間相關(guān)的情況下的復(fù)雜性下降。
當(dāng)前已經(jīng)提到了,特性線的預(yù)設(shè)的進(jìn)展能夠由多個(gè)子進(jìn)展形成,所述子進(jìn)展分別從一個(gè)細(xì)分界限延伸至與其相鄰的細(xì)分界限。根據(jù)方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式,特性線的適配的進(jìn)展在使可變的細(xì)分界限中的至少一個(gè)進(jìn)行移位的情況中通過(guò)在橫坐標(biāo)方向上延長(zhǎng)、壓縮和/或移位如下子進(jìn)展來(lái)獲得,所述子進(jìn)展在移位了的至少一個(gè)細(xì)分界限處結(jié)束。在此如果邊界點(diǎn)處在沒(méi)有移位的細(xì)分界限上,那么子進(jìn)展的邊界點(diǎn)通過(guò)在橫坐標(biāo)方向上延長(zhǎng)、壓縮和/或移位特性線保持不變。反之如果邊界點(diǎn)處在移位的細(xì)分界限上,那么子進(jìn)展的邊界點(diǎn)在橫坐標(biāo)方向上、即在充電狀態(tài)軸線的方向上連同細(xì)分界限一起移位。處在細(xì)分界限上的邊界點(diǎn)的縱坐標(biāo)(Y值)規(guī)定成固定的,如已經(jīng)在上面提到的那樣。
如果例如兩個(gè)相鄰的細(xì)分界限以相同的量向左或以相同的量向右沿著充電狀態(tài)軸線來(lái)移位,那么獲得了特性線的如下適配的子進(jìn)展,所述適配的子進(jìn)展位于這兩個(gè)細(xì)分界限之間(通過(guò)在沒(méi)有延長(zhǎng)或壓縮的情況下向左或向右來(lái)相對(duì)應(yīng)地移位子進(jìn)展)。如果兩個(gè)相鄰的細(xì)分界限的間距減小,那么特性線的在所述細(xì)分界限之間延伸的子進(jìn)展在橫坐標(biāo)方向上、即在x方向上或在充電狀態(tài)軸線的方向上被壓縮。如果兩個(gè)相鄰的細(xì)分界限的間距變大,那么特性線的在所述細(xì)分界限之間延伸的子進(jìn)展在橫坐標(biāo)方向上被延長(zhǎng)。用于縮放子進(jìn)展的延長(zhǎng)系數(shù)或壓縮系數(shù)由相鄰的細(xì)分界限在細(xì)分界限移位之前和之后的間距的比例得知并且能夠?qū)τ诿總€(gè)子進(jìn)展而言是不同的。
適配的特性線的總進(jìn)展因此由所引起的子進(jìn)展來(lái)形成,其中位于兩者沒(méi)有移位的兩個(gè)細(xì)分界限之間的子進(jìn)展不(必)進(jìn)行匹配。
另一實(shí)施例的特征在于,細(xì)分界限中的至少一個(gè)在車輛運(yùn)行中持續(xù)地取決于表示處于在前的路段區(qū)段的信息來(lái)進(jìn)行匹配。例如細(xì)分界限中的至少一個(gè)能夠在車輛運(yùn)行中持續(xù)地取決于處于在前的路段區(qū)段的給出處于在前的路段區(qū)段的下坡和上坡進(jìn)展或高度輪廓的地形的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行匹配。由此如果按照處于在前的路段區(qū)段的地形的數(shù)據(jù)識(shí)別出,車輛在較長(zhǎng)的上坡或下坡路段上運(yùn)動(dòng),那么能夠例如為了將來(lái)的事件進(jìn)行提供電能或提前排空儲(chǔ)存器。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案的另一有利的可行性設(shè)置成,細(xì)分界限中的至少一個(gè)在車輛運(yùn)行中持續(xù)地取決于給出計(jì)劃的車輛使用與實(shí)際上的車輛使用的偏差的參數(shù)來(lái)進(jìn)行匹配。因此如果計(jì)劃的車輛使用(針對(duì)所述計(jì)劃的車輛使用來(lái)實(shí)行特性線的運(yùn)用)與實(shí)際上的車輛使用不同,那么能夠匹配細(xì)分界限。例如充電狀態(tài)的壽命理想的下界限和/或上界限(對(duì)此參見(jiàn)下面的描述)能夠經(jīng)由又取決于車輛使用的電池的老化狀態(tài)來(lái)進(jìn)行匹配。如果例如實(shí)際上的車輛使用引起電池的小于預(yù)期的老化狀態(tài)的實(shí)際上的老化狀態(tài),那么充電狀態(tài)的下部的壽命理想的界限能夠更近地移位到充電狀態(tài)的下部的充電狀態(tài)界限(充電狀態(tài)的0%界限)處并且充電狀態(tài)的上部的壽命理想的界限更近地移位到充電狀態(tài)的上部的充電狀態(tài)界限(100%界限)處。反之如果實(shí)際上的車輛使用引起電池的大于預(yù)期的老化狀態(tài)的實(shí)際上的老化狀態(tài),那么充電狀態(tài)的下部的壽命理想的界限能夠如下來(lái)移位,即使得所述界限更遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離充電狀態(tài)的0%界限,并且充電狀態(tài)的上部的壽命理想的界限如下來(lái)移位,即使得所述界限更遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離充電狀態(tài)的100%界限。
但匹配細(xì)分界限還能夠通過(guò)其它的預(yù)測(cè)性的變量來(lái)觸發(fā),如例如在將來(lái)的制動(dòng)的情況下的由當(dāng)前的行駛速度來(lái)計(jì)算的、預(yù)料的能量收回。例如能夠在混動(dòng)車輛運(yùn)行中取決于當(dāng)前的車輛速度來(lái)確定在混動(dòng)車輛的將來(lái)的制動(dòng)的情況下的預(yù)料的能量回收并且使得細(xì)分界限中的至少一個(gè)能夠在車輛運(yùn)行中取決于確定的能量回收來(lái)進(jìn)行匹配。例如如果預(yù)料的能量回收超過(guò)預(yù)確定的第一閾值,那么使得能夠規(guī)定成可變的充電界限(所述充電界限給出能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài),在超過(guò)所述充電狀態(tài)的情況下不選出如下運(yùn)行類型,即在其中能量?jī)?chǔ)存器通過(guò)燃料消耗繼續(xù)被充電)能夠下降,即繼續(xù)朝充電狀態(tài)的0%界限來(lái)移位,并且如果預(yù)料的能量回收低過(guò)預(yù)確定的第二閾值,那么使得所述能夠規(guī)定成可變的充電界限能夠提高。
在本發(fā)明的范圍中,所述至少一個(gè)特性線能夠包括如下特性線,所述特性線取決于能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)給出用于燃料質(zhì)量通量(Kraftstoffmassendurchsatz)的上界限。因此特性線給出期望的最大燃料質(zhì)量通量。利用所述特性線能夠?qū)?nèi)燃機(jī)的使用取決于能量?jī)?chǔ)存器的當(dāng)前的充電狀態(tài)來(lái)區(qū)分優(yōu)先次序。例如應(yīng)當(dāng)在較高的充電狀態(tài)的情況下優(yōu)先選出如下運(yùn)行點(diǎn)或運(yùn)行類型,其引起小的燃料質(zhì)量通量。
另一示例性的特性線為取決于能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)的電的能量?jī)?chǔ)存器的理論功率。利用所述特性線能夠?qū)㈦姍C(jī)的使用取決于能量?jī)?chǔ)存器的當(dāng)前的充電狀態(tài)來(lái)區(qū)分優(yōu)先次序。例如應(yīng)當(dāng)在較高的充電狀態(tài)的情況下優(yōu)先選出如下運(yùn)行點(diǎn)或運(yùn)行類型,其引起高的電池(放電)功率。
能量?jī)?chǔ)存器的一個(gè)本身已知的細(xì)分界限能夠?yàn)橄虏康某潆姞顟B(tài)界限(0%SOC界限),所述下部的充電狀態(tài)界限表示能量?jī)?chǔ)存器的如下充電狀態(tài),即從該充電狀態(tài)起能量?jī)?chǔ)存器外部地完全被放電。能量?jī)?chǔ)存器的另一本身已知的細(xì)分界限能夠?yàn)樯喜康某潆姞顟B(tài)界限(100%SOC界限),所述上部的充電狀態(tài)界限表示能量?jī)?chǔ)存器的如下充電狀態(tài),即從該充電狀態(tài)起能量?jī)?chǔ)存器外部地完全被充電。這兩個(gè)細(xì)分界限優(yōu)選地不可變。
在下面來(lái)描述用于能量?jī)?chǔ)存器的細(xì)分界限的實(shí)施例,所述細(xì)分界限有利地在車輛運(yùn)行中取決于運(yùn)行參數(shù)能夠規(guī)定成可變的或在線可變地來(lái)規(guī)定:
細(xì)分界限能夠?yàn)槟芰績(jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)的壽命理想的下界限,所述下界限表示如下充電狀態(tài)界限,即所述充電狀態(tài)界限出于壽命原因不應(yīng)當(dāng)被低過(guò)并且如下來(lái)選取,即使得能量?jī)?chǔ)存器在沒(méi)有低過(guò)所述充電狀態(tài)界限的情況下能夠在能量?jī)?chǔ)存器的理論壽命期間可靠地來(lái)運(yùn)行。
細(xì)分界限能夠?yàn)槟芰績(jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)的壽命理想的上界限,所述上界限表示如下充電狀態(tài)界限,即所述充電狀態(tài)界限出于壽命原因不應(yīng)當(dāng)被超過(guò)并且如下來(lái)選取,即使得能量?jī)?chǔ)存器在沒(méi)有超過(guò)所述充電狀態(tài)界限的情況下能夠在能量?jī)?chǔ)存器的理論壽命期間可靠地來(lái)運(yùn)行。
充電狀態(tài)的壽命理想的上界限和下界限的確定使能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行策略,以便通過(guò)過(guò)和低充電保護(hù)(über-und Unterladeschutz)來(lái)保護(hù)能量?jī)?chǔ)存器以防過(guò)快的老化。尤其電的能量?jī)?chǔ)存器的當(dāng)前的老化狀態(tài)(英文:State of Health(SOH))和自能量?jī)?chǔ)存器投入運(yùn)行起的迄今的能量通量能夠影響所述界限的計(jì)算。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供一種用于選出混動(dòng)車輛的混合化的驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行類型且/或用于確定混動(dòng)車輛的混合化的驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行點(diǎn)的方法。在此所述方法包括用于在線適配混動(dòng)車輛的至少一個(gè)特性線的方法,如在本文獻(xiàn)中描述的那樣。
在此所述方法的一種有利的實(shí)施變型方案設(shè)置成,多個(gè)細(xì)分界限具有在車輛運(yùn)行中取決于運(yùn)行參數(shù)能夠規(guī)定成可變的放電界限,所述放電界限給出能量?jī)?chǔ)存器的如下充電狀態(tài),在低過(guò)所述充電狀態(tài)時(shí)根據(jù)用于選出運(yùn)行類型的方法僅僅選出不使能量?jī)?chǔ)存器放電的運(yùn)行類型。針對(duì)這種運(yùn)行類型的示例為純以內(nèi)燃機(jī)方式的運(yùn)行或負(fù)荷點(diǎn)提高,在該情況下內(nèi)燃機(jī)提供不僅用于完全地滿足正的駕駛員期望力矩的而且用于同時(shí)充電牽引能量?jī)?chǔ)存器的功率。
在此所述方法的另一有利的實(shí)施變型方案設(shè)置成,多個(gè)細(xì)分界限具有在車輛運(yùn)行中取決于運(yùn)行參數(shù)能夠規(guī)定成可變的充電界限,所述充電界限給出能量?jī)?chǔ)存器的如下充電狀態(tài),即在超過(guò)所述充電狀態(tài)的情況下不選出如下運(yùn)行類型,在該運(yùn)行類型中能量?jī)?chǔ)存器由于燃料消耗繼續(xù)被充電。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供如下裝置,所述裝置設(shè)立成,執(zhí)行用于在線適配混動(dòng)車輛的至少一個(gè)特性線的方法(如在本文獻(xiàn)中公開(kāi)的那樣)或者執(zhí)行用于選出混合化的驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行類型且/或用于確定混合化的驅(qū)動(dòng)系的運(yùn)行點(diǎn)的方法(如在本文獻(xiàn)中公開(kāi)的那樣)。此外本發(fā)明涉及一種帶有這種裝置的機(jī)動(dòng)車、尤其商用車。
概括而言利用本發(fā)明提供一種用于在線適配混動(dòng)車輛的至少一個(gè)特性線的方法,在其中能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)視作為運(yùn)行策略的重要的變量以及用于開(kāi)展運(yùn)行策略的另外的特性變量的固定的原始點(diǎn)。整個(gè)的充電狀態(tài)被劃分成不同的區(qū)域完成了用于運(yùn)行策略的所有的特性線的共同的結(jié)構(gòu)并且由此為用于運(yùn)用特性線的輔助手段。將特性線匹配共同的結(jié)構(gòu)的可行性減少了由于相關(guān)性的結(jié)構(gòu)化而引起的復(fù)雜性并且完成了在不同的特性線的情況下的一致的邏輯性。由此使得運(yùn)行策略的運(yùn)用變得容易。因此該結(jié)構(gòu)提供了如下簡(jiǎn)單的可行性,即基于改變的邊界條件或預(yù)測(cè)性的信息來(lái)實(shí)行在線適配特性線。
附圖說(shuō)明
本發(fā)明的之前描述的優(yōu)選的實(shí)施方式和特征能夠任意與彼此組合。本發(fā)明的另外的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)在下文中參考附上的附圖來(lái)描述。其中:
圖1示出了用于圖解根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于在線適配特性線的方法的步驟的流程圖;
圖2示出了將能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)區(qū)域示例性地細(xì)分成多個(gè)區(qū)域;以及
圖3示出了兩個(gè)特性線的示例性的進(jìn)展;以及
圖4示出了源自圖3的特性線在使細(xì)分界限移位之后的適配的進(jìn)展。
附圖標(biāo)記列表
1 充電狀態(tài)進(jìn)展/充電狀態(tài)軸線/橫坐標(biāo)方向
2 下部的充電狀態(tài)界限
3 壽命理想的下界限
4 放電界限
5 充電界限
6 壽命理想的上界限
7 上部的充電狀態(tài)界限
8 特性線的坐標(biāo)軸線
10 特性線進(jìn)展
10_A、
10_B、
10_C 特性線子進(jìn)展
11 特性線進(jìn)展
11_A、
11_B、
11_C 特性線子進(jìn)展
12 特性線跳躍
13-16 處在細(xì)分界限上的特性線點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
圖1示出了用于圖解根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于在線適配特性線的方法的步驟的示例性的流程圖。
所述方法涉及如下混動(dòng)車輛,所述混動(dòng)車輛因此具有混合化的驅(qū)動(dòng)系,所述驅(qū)動(dòng)系帶有內(nèi)燃機(jī)和電的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),其中電的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠由用于電能的能量?jī)?chǔ)存器(電的能量?jī)?chǔ)存器)供以電流。
步驟S1和S2“離線”進(jìn)行、即不是在車輛的行駛運(yùn)行中,而是已經(jīng)在編程技術(shù)上地建立構(gòu)造成用于實(shí)施在線方法的車輛控制時(shí)或之前進(jìn)行。
在步驟S1中確定有用于細(xì)分電的能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)區(qū)域(SOC區(qū)域)的多個(gè)細(xì)分界限(在下面還簡(jiǎn)略地被稱作為界限)。這在圖2中示意性地并且示例性地示出。相同的或功能上相當(dāng)?shù)脑卦谒械膱D中利用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。
橫坐標(biāo)軸線給出了充電狀態(tài)軸線(SOC軸線)1。充電狀態(tài)區(qū)域從0%至100%延伸。
如可在圖2中看出的那樣,將多個(gè)細(xì)分界限2至7規(guī)定成用于將能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)區(qū)域細(xì)分成區(qū)域A至E。區(qū)域A在界限2和3之間延伸,區(qū)域B在界限3和4之間延伸等等。界限2和7是不可變的。在此界限2為下部的充電狀態(tài)界限2,其表示能量?jī)?chǔ)存器的如下充電狀態(tài),即從該充電狀態(tài)起能量?jī)?chǔ)存器外部地完全被放電、即充電狀態(tài)(SOC)為0%。反之界限7為上部的充電狀態(tài)界限7,其表示能量?jī)?chǔ)存器的如下充電狀態(tài),即從該充電狀態(tài)起能量?jī)?chǔ)存器外部地完全被充電、即充電狀態(tài)(SOC)為100%。
反之界限3至6在車輛運(yùn)行中能夠規(guī)定成可變的、即界限3至6能夠沿著充電狀態(tài)軸線1向左或右移位,這通過(guò)黑色的雙箭頭示意性地來(lái)表示。在下面還闡述界限在行駛運(yùn)行中的匹配。
界限3為壽命理想的下界限。所述界限表示電的能量?jī)?chǔ)存器的如下充電狀態(tài),所述充電狀態(tài)出于壽命原因不應(yīng)當(dāng)被低過(guò)。所述界限如下來(lái)選取,即使得能量?jī)?chǔ)存器在考慮該限制的情況下能夠在其計(jì)劃的壽命期間可靠地運(yùn)行。尤其例如當(dāng)前的老化狀態(tài)(State of Health (SoH))和迄今的能量通量能夠影響所述界限的計(jì)算。
界限4為放電界限。所述界限描述如下充電狀態(tài),在所述充電狀態(tài)之下不能夠通過(guò)運(yùn)行策略選出使能量?jī)?chǔ)存器放電的運(yùn)行類型。即另外的放電通過(guò)運(yùn)行策略是不可行的,然而例如通過(guò)電的額外消耗器(Nebenverbraucher)能夠考慮使電的能量?jī)?chǔ)存器進(jìn)行另外地放電。
界限5為充電界限。所述界限描述如下充電狀態(tài),在所述充電狀態(tài)之上能量?jī)?chǔ)存器不應(yīng)當(dāng)通過(guò)燃料消耗來(lái)繼續(xù)被充電。即僅僅當(dāng)能量以其它的途徑、例如通過(guò)制動(dòng)回收來(lái)產(chǎn)生時(shí),才能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)所述界限。
界限6為壽命理想的上界限。所述界限表示如下充電狀態(tài),所述充電狀態(tài)出于壽命原因不應(yīng)當(dāng)被超過(guò)。該界限如下來(lái)選取,即使得能量?jī)?chǔ)存器在考慮該限制的情況下能夠在其計(jì)劃的壽命期間可靠地運(yùn)行。尤其例如當(dāng)前的老化狀態(tài)和迄今的能量通量能夠影響所述界限的計(jì)算。
利用示例性地提及的界限能夠在整個(gè)的充電狀態(tài)區(qū)域上來(lái)定義不同的運(yùn)行區(qū)域A至E:
在區(qū)域A之內(nèi)不能夠由運(yùn)行策略來(lái)選出起放電作用的運(yùn)行類型。同時(shí)必須(若有可能)使得儲(chǔ)存器強(qiáng)迫地被充電。在區(qū)域B之內(nèi)不能夠由運(yùn)行策略來(lái)選出起放電作用的運(yùn)行類型。同時(shí)提供如下可行性,即運(yùn)行策略決定反對(duì)在燃料消耗的情況下的充電。區(qū)域C為中間的區(qū)域。在所述區(qū)域中能夠不僅選出使能量?jī)?chǔ)存器放電的運(yùn)行類型而且選出使能量?jī)?chǔ)存器充電的運(yùn)行類型。在區(qū)域D之內(nèi)不能夠由運(yùn)行策略來(lái)選出如下運(yùn)行類型,所述運(yùn)行類型在燃料消耗的情況下使儲(chǔ)存器充電。同時(shí)提供如下可行性,即運(yùn)行策略決定反對(duì)起放電作用的運(yùn)行類型。在區(qū)域E之內(nèi)不能夠由運(yùn)行策略來(lái)選出起充電作用的運(yùn)行類型。同時(shí)必須(若有可能)使得儲(chǔ)存器強(qiáng)迫地被放電。
根據(jù)充電狀態(tài)當(dāng)前位于哪個(gè)區(qū)域A至E中,因此給運(yùn)行策略提供不同的運(yùn)行類型和/或運(yùn)行點(diǎn)以用于選出,這在下面還按照?qǐng)D3和4來(lái)進(jìn)一步闡述。
在充電狀態(tài)區(qū)域上定義的界限2至7和區(qū)域A至E為輔助手段,利用所述輔助手段使得運(yùn)行策略的特性線能夠彼此相匹配。每個(gè)特性線必須如下來(lái)遵照界限,即使得確保區(qū)域的期望的效果。由此該方法的所有的特性線具有共同的范圍,所述所有的特性線能夠匹配所述范圍。由此在特性線之間相關(guān)的情況下的復(fù)雜性下降了。
如在圖1中示出的那樣,在確定細(xì)分界限之后將特性線進(jìn)展取決于能量?jī)?chǔ)存器的充電狀態(tài)來(lái)確定。
這在圖3中以針對(duì)兩個(gè)特性線的示例來(lái)表示。不同于圖2的示例,在圖3中的充電狀態(tài)區(qū)域沒(méi)有細(xì)分界限3。能夠移位的細(xì)分界限4相應(yīng)于上面描述的放電界限。充電狀態(tài)區(qū)域的由此產(chǎn)生的區(qū)域A*、B*、C*因此也不相應(yīng)于圖2的區(qū)域并且因此利用“*”來(lái)表示。在圖3中為了簡(jiǎn)化圖示僅僅示出了充電狀態(tài)區(qū)域的局部。
第一特性線(其進(jìn)展通過(guò)實(shí)線10來(lái)表示)給出期望的最大燃料質(zhì)量通量(右邊的Y軸線8)。特性線的預(yù)設(shè)的進(jìn)展10由子進(jìn)展10_A、10_B和10_C組合而成,所述子進(jìn)展分別從一個(gè)細(xì)分界限延伸至一個(gè)與其相鄰的細(xì)分界限。子進(jìn)展10_A從下部的充電狀態(tài)界限2延伸直到充電狀態(tài)的放電界限4。子進(jìn)展10_B從放電界限4延伸直到充電界限5等等。
在較高的充電狀態(tài)時(shí)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選出如下運(yùn)行類型,所述運(yùn)行類型引起小的燃料質(zhì)量通量。因此子進(jìn)展10B具有負(fù)的斜率。在上部的細(xì)分界限5處進(jìn)行到零的跳躍。在放電界限4之下應(yīng)當(dāng)完全打開(kāi)用于燃料質(zhì)量通量的界限,以便不限制燃料質(zhì)量通量。在點(diǎn)14中特性線進(jìn)展(特性線的區(qū)段12)跳躍到無(wú)窮或高的值上,所述值在實(shí)踐上不限制燃料質(zhì)量通量(進(jìn)展10_A)。
第二特性線(其進(jìn)展通過(guò)點(diǎn)劃線11來(lái)表示)給出能量?jī)?chǔ)存器的理論電池功率(左邊的Y軸線8)。在較高的充電狀態(tài)時(shí)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選出如下運(yùn)行點(diǎn),所述運(yùn)行點(diǎn)引起高的電池(放電)功率,因此特性線上升。在放電界限4之下應(yīng)當(dāng)使儲(chǔ)存器優(yōu)先被充電來(lái)代替放電,從而在區(qū)域A*中獲得負(fù)的理論電池功率。
特性線的進(jìn)展在細(xì)分界限4、5處預(yù)設(shè)成固定的,即這樣的特性線點(diǎn)13、14、15、16的縱坐標(biāo)、其橫坐標(biāo)(即在充電狀態(tài)軸線上的位置)與細(xì)分界限4、5的位置協(xié)調(diào)地預(yù)設(shè)成固定的。由此以獨(dú)立于能夠規(guī)定成可變的細(xì)分界限的當(dāng)前的位置的方式使得在細(xì)分界限的部位處的特性線值預(yù)設(shè)成固定的。換言之如果細(xì)分界限移位,點(diǎn)13至16能夠雖然在橫坐標(biāo)方向1上移位,但其縱坐標(biāo)、即在軸線8上的值總是保持相同。
步驟S3至S5持續(xù)地在混動(dòng)車輛的行駛運(yùn)行中來(lái)經(jīng)歷。
此時(shí)在車輛的行駛運(yùn)行中能夠使得細(xì)分界限移位,由此自動(dòng)地適配特性線。
對(duì)此在步驟S3中在行駛運(yùn)行中持續(xù)地獲取預(yù)測(cè)性的信息。例如持續(xù)地將車輛的處于在前的路段區(qū)段的高度輪廓通過(guò)評(píng)估地形數(shù)據(jù)來(lái)確定。
在步驟S4中接著取決于確定的高度輪廓來(lái)檢查,是否應(yīng)當(dāng)實(shí)行細(xì)分界限的移位。如果在此例如確定了,車輛接近較長(zhǎng)的下坡路段(在所述下坡路段中能夠?qū)崿F(xiàn)較長(zhǎng)的回收階段),那么使得放電界限4向左移位并且調(diào)整到較小的充電狀態(tài)值上。這在圖4中示出。新的當(dāng)前的放電界限4向左移位了如下量(所述量相應(yīng)于箭頭17的長(zhǎng)度)。舊的放電界限在圖4中利用4t-1來(lái)表示。
在步驟S5中接著自動(dòng)地適配特性線的進(jìn)展。處在移位的放電界限上的特性線點(diǎn)13和14隨著放電界限4一同偏移并且以相同的量向左移位。由此特性線的進(jìn)展10A和11A相應(yīng)在橫坐標(biāo)方向1上被壓縮。同時(shí)特性線的進(jìn)展10B和10C相應(yīng)在橫坐標(biāo)方向1上被延長(zhǎng)。進(jìn)展10C和11C沒(méi)有改變。
特性線的動(dòng)態(tài)的在線匹配因此通過(guò)將特性線匹配移位的細(xì)分界限來(lái)進(jìn)行。特性線隨著所述界限一同偏移并且自動(dòng)地相應(yīng)被縮放。在充電狀態(tài)(SOC)上定義的細(xì)分界限和由此形成的充電狀態(tài)區(qū)域?yàn)閰⒖挤秶?,利用所述參考范圍使得運(yùn)行策略的特性線能夠彼此相匹配。
盡管本發(fā)明參考確定的實(shí)施例來(lái)描述,但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是,能夠?qū)嵤└鞣N變化方案并且能夠使用等效方案作為替代,而沒(méi)有離開(kāi)本發(fā)明的范圍。附加地能夠?qū)嵤┰S多改型方案,而沒(méi)有離開(kāi)所屬的范圍。因此本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)受限于公開(kāi)的實(shí)施例,而是應(yīng)當(dāng)包括所有的如下實(shí)施例,所述實(shí)施例落到附上的專利權(quán)利要求的范圍中。尤其本發(fā)明獨(dú)立于參考的權(quán)利要求還要求針對(duì)從屬權(quán)利要求的對(duì)象和特征進(jìn)行保護(hù)。