CN102753415A

CN102753415A - 用于运行具有发动机和发电机的车辆的方法

Info

Publication number: CN102753415A
Application number: CN2011800093922A
Authority: CN
Inventors: B·布拉辛斯基; R·卡斯特纳德
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-05-29
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: CN102753415B; EP2576307A1; EP2576307B1; US20130073135A1; WO2011151011A1; US8676423B2; DE102010022018B4; DE102010022018A1

Abstract

已知在混合动力车辆（10）中电池（16）被发电机（14）充电，以使得效率（每单位燃料量的电功率）最大。已知可以不使用这种消耗最优的模式以使电池（16）更快地充电。本发明提出，在效率的最优值上应用一种数学计算规则以确定一效率值，该效率值给出发动机（12）的负荷点移位。尤其可以利用应用于效率倒数的恒定百分比来实现。

Description

用于运行具有发动机和发电机的车辆的方法

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的、用于运行具有发动机和发电机的车辆的方法，如由DE 10 2008 008 238 A1已知的。

背景技术

在混合动力车辆中，在发动机运行期间，电驱动装置以相反的作用作为发电机运行，以便获得电流，利用该电流对电池充电，该电池则在以后当发动机被停机时用于驱动该电驱动装置。

一般通过以下方式获得电流：由发动机施加一附加于实际的用于机动车行驶的转矩的、另外的转矩。换言之，在发动机运行期间施加到轴上的转矩中的一个分转矩被用于通过发电机产生电流。原则上希望使用尽可能少的燃料来产生电流。因此，优选具有一种第一模式，在该第一模式下这样地确定所述分转矩，使得效率被调整到最优（最大）值。效率定义为每单位燃料量下通过电流提供的功。现在由DE10 2008 008 238 A1已知，可以具有一种以上的、可通过控制器选择的充电或放电功能。除了有利于效率的运行范围以外，还具有另外的运行范围。确定该运行范围的输入参数是混合动力车辆的电池的额定电量和它的实际电量之间的当前差值。该电量以相对于最大容量的百分率给出。

因此，除了第一模式以外，还具有第二模式，在该第二模式下，效率被调整到一（与最大值不同的）另外的值。此前人们不是遵循效率而是遵循绝对功率：当希望电池被快速充电时优选采用第二模式。此时涉及的是所做的功的绝对值。效率，即该功与所需燃料量之比，较少受到关注。

但理所当然地，即使希望电池被更快速地充电，也应该消耗较少的燃料。如果如此前那样仅为提供非常好的功率而确定所述分转矩，那么由于增大的燃料消耗而损害了混合动力车辆应有的功能。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种方法，以便能够使（尤其是为了电池的快速充电）由电机提供高电功率的要求尽可能好地与燃料消耗低的要求相平衡。

该目的通过具有权利要求1特征的方法实现。

按照本发明，效率在第二模式下被调整到另一值，该另一值通过对最优值应用一预先确定的计算规则/计算方法来产生。

也就是说，通过本发明，首先确定效率，而该效率决定分转矩。该效率依据一计算规则来确定。因此可以选择一种依据车辆情况是最优的、关于最大值的函数关系。

针对一种特别简单的实施方式，本发明建议，对于所有可能的负荷点所述另一值的倒数都以相同的百分比与最优值的倒数相偏离（当然是向上偏离）。

这样一种简单的计算规则使得能够预先确定效率的偏差。此时可以通过发电机提供较高的功率；但是其条件是，效率不会变化到一定的尺度以外。

1%到10%，优选2%到7.5%、特别优选4%到6%的百分比被看作是合适的值，其在被选中之后每次都被使用。如果例如作为选中的百分比选择5%，那么效率仅在很小的尺度上变化。但是另一方面可以选择不同于5%的值，使得相对于分转矩示出的效率倒数的曲线是非常平坦的并且因此可以提供非常大的附加分转矩，通过该附加分转矩提供增多的功率。

在本发明中，如开头所述的那样，发电机优选也可以作为电驱动装置运行，并且优选正好通过由发电机提供的电流（就所提供的功率而言至少部分地）对用于电驱动装置的电池充电。

优选地，第二模式在预先确定的运行条件下被自动地采用：例如可能是，在城市环境中行驶时希望发动机运行时间特别短并且此时电池被快速地充电是有利的。车辆例如可以依据位置信号，例如借助于全球定位系统GPS和地图来确定它处于何种环境中。

附图说明

以下参照附图说明本发明的一个实施方式，在附图中

图1是混合动力车辆的示意俯视图，在该混合动力车辆中可以使用按照本发明的方法，和

图2是在一个坐标系中示出的两个曲线图，下面借助于该曲线图说明按照本发明的方法。

具体实施方式

总体上用“10”标示的机动车具有发动机12和电驱动装置14，该电驱动装置也可以作为发电机运行。电驱动装置14由电池16供电。如果电驱动装置14作为发电机运行，则电池16被充电。在充电期间产生所谓的负荷点移位（Lastpunktverschiebung），这涉及发动机12：常规的负荷点由施加到机动车车轮上的转矩决定。现在在该转矩上又外加一被用于产生电流的转矩。因此转矩的一部分经传动机构18引出，转矩的另一部分经轴20供给到作为发电机工作的电驱动装置14。可以求得在电池16中提供的能量与所需燃料量的比例，其中，燃料从发动机12的燃料箱22中供给。该比例被称为效率η。在图2中示出该效率的倒数1/η与通过轴20供给的转矩之间的关系。转矩的符号在此处是如此选择的，即由电驱动装置14施加的转矩是正的。因此图2的转矩的值基本上是负的，因为该曲线图应该是针对向电驱动装置供给转矩的情况。

图2示出了两个曲线图，它们用L₁和L₂表示。字母“L”在此处代表负荷点，L₁和L₂相应地代表不同的负荷点。在此处涉及的是由施加到机动车10的车轮上的转矩确定的负荷点。x轴给出负荷点移位的大小。每个曲线图示出了效率的倒数在一定的负荷点下根据负荷点移位而变化的情况。

如果由发电机14给电池16充电，那么这时车辆10运行成使得效率最高，即效率倒数最小。最大效率为η₀并且当前出现在50Nm的负荷点移位处。这时在某种情况下可能的是，例如当在通过机动车中的位置传感器24确定的城市环境中而希望只在短时间内以发动机12行驶并且希望此后在电池16充电之后便使用电驱动装置14时，希望使电池16更快速地充电。在这种情况下，在并非完全最优的效率与快速充电之间作出折衷。找出一1/η值，该值是值1/η₀的1.05倍。这个值然后确定在负荷点移位中的差值-ΔM₁：因此选择对应于-50-ΔM1的负荷点移位的负荷点。该负荷点移位是这样的，即相当快速地进行充电，但是另一方面效率η的损失不是过分地高。

第二曲线图L₂针对的是-ΔM₂的负荷点移位，而其它方面与上面所述的情况类似。

在图2中基于，曲线图L₁和L₂中的最小值是重合的。这种情况不是必须的。在本发明中，附加的负荷点移位，即由发动机12施加的分转矩的增大，优选借助于相应的最小效率倒数来确定。

与5%的增大相对应的系数1.05可以针对一定的（特征）曲线族适合于一定的负荷点。在其它的车辆型号中其它的系数可以证明是合适的。原则上该增大可以为1%到10%，即系数为1.01到1.10。

Claims

1.一种用于运行具有发动机（10）和发电机（14）的车辆（10）的方法，其中，在发动机（12）运行时由该发动机施加给一轴（20）的转矩的一分转矩被用于通过发电机（14）产生电流，其中，所述分转矩在第一模式中被确定成使得效率被调整到最优值、尤其是最大值，而所述分转矩在第二模式中被确定成使得效率被调整到另一值，其特征在于，所述另一值通过对所述最优值应用一预先确定的计算规则来确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述另一值的倒数与所述最优值的倒数相差一预先确定的百分比。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先确定的百分比为1%到10%，优选为2%到7.5%，特别优选为4%到6%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发电机（14）也能作为电驱动装置（14）运行。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用所述电流至少部分地对用于所述电驱动装置（14）的电池（16）进行充电。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在预先确定的运行条件下自动采取所述第二模式。