CN103569097B - 用于混合动力车辆的操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于混合动力车辆的操作方法，所述车辆包括内燃机、电力机械、电力存储装置和控制系统，其中基于第一起动条件的满足(1)，通过控制系统确定来自于电力存储装置的当前可用功率(2)，并且如果来自于电力存储装置的当前可用功率超过第一功率阈值，起动内燃机(6)，而如果来自于电力存储装置的当前可用功率低于第一功率阈值，允许经过特定的等候时段(5)。

Description

用于混合动力车辆的操作方法
技术领域
本发明涉及用于混合动力车辆的操作方法，该车辆包括内燃机、电力机械、电力存储装置和控制系统。
背景技术
这样的具有内燃机和至少一个电力机械的混合动力车辆是已知的。电力机械可因此被构造为主要驱动机械，并且内燃机可以，例如基于为电力存储装置充电和/或直接提供额外的驱动能量的需求而起动。
对于这样的混合动力车辆，操作方法也是已知的，其计算用于内燃机的最佳起动时间点，并因此意图特别地使得纯电力驱动的旅程尽可能长。为了这一目的，来自于导航设备的数据还经常被评估，来考虑预期的路径。
从DE102010025335A1已知了一种方法，用于控制混合动力机动车辆，其具有由电力蓄电池供能的电机驱动单元，以及有效地连接至发电机、用于为蓄电池充电的内燃机，以及用于控制驱动单元的控制单元，其中，至少基于下列参数中的一个来控制内燃机：
-蓄电池的要求持续功率，
-蓄电池温度；
-机动车辆中发生的振动，
-内燃机的停机时间。
使用已知的操作方法，通常以复杂的方法计算内燃机的有利起动时间。
发明内容
本发明的一个目的是，详细说明一种用于混合动力车辆的操作方法，其能够以简单的方法得到电池容量的优良利用。此外，本发明的一个目的是，当起动内燃机时，增强行驶舒适性。
该目的的实现是通过一种用于混合动力车辆的操作方法，该车辆包括内燃机、电力机械、电力存储装置和控制系统，其中电力存储装置中的当前可用功率通过控 制系统基于满足第一起动条件而确定，并且如果来自于电力存储装置的当前可用功率在第一功率阈值之上，内燃机起动，并且如果来自于电力存储装置的当前可用功率低于第一功率阈值，再次确定来自于电力存储装置的当前可用功率。
根据本发明，基于第一起动条件的满足的内燃机起动请求并不立即执行，而是首先进行考虑到由诸如电力机械的负载当前引起的功率，用于起动内燃机的必须动力是否也在电力存储装置中可用的检查。在必须动力在所述时间点可用的情况中，内燃机被起动并因此满足起动请求。然而，如果电力存储装置的可用能源不足够，负载的动力消耗并不被立即限制以使得用于起动内燃机的动力可用，由于行驶舒适性将通常受到这一操作——例如，降低当前电力驱动功率的负面影响。而是，在稍晚时间点进行所需功率是否还没有被满足的进一步的检查，由于在很多驱动情形中，所需电力驱动能量在稍晚时刻降低，并因此能够有内燃机的仅轻微延迟的起动，而不负面影响当前驱动需求的满足。
持续确定来自于电力存储装置的当前可用功率和检查来自于电力存储装置的当前可用功率是否高于第一动力阈值是有利地通过在实时回路中的实施控制系统执行。
起动条件被有利地选择，使得仍有足够的保证使车辆可以继续以纯电力操作足够长的时段，并且内燃机机随后总是仍能够被起动。
本发明的发展公开在从属权利要求、说明书和附图中。
当电力存储装置的当前充电状态低于充电阈值时，优选地满足第一起动条件。电力存储装置的充电状态在此用作起动条件，并且低于其而请求起动内燃机的充电阈值被优选地指定，使得在所述充电阈值，电力存储装置仍然具有足够的容量来使得电力驱动指定时间，例如少许分钟，并且随后起动内燃机。
特别优选地，来自于电力存储装置的当前可用功率被基于当前负载功率确定，所述当前负载功率是电力存储装置通过所有负载而加载的。以这一方式，由所有负载，例如由用于驱动车辆的电力机械的当前功率消耗，被考虑到可用功率的确定中。
有利地，来自于电力存储装置的当前可用功率被确定为，电力存储装置的最大动力输出(功率状态)和电力存储装置由所有负载而加载的当前负载功率之间的差值。电力存储装置的最大动力输出(功率状态)通常持续地由电池空制器而确定。
在本发明的优选实施方式中，第一功率阈值由用于起动内燃机所需的动力与第一安全因数的乘积而确定。高于其而立即起动内燃机的功率阈值因而被选择为，使得预先确定的用于起动内燃机需要的动力仍然乘以被指定的通常大于一的安全因数。这样确保了对于内燃机的全部起动进程，可用功率是足够的。
特别优选地，依次地确定来自于电力存储装置的当前可用功率，并且如果来自于电力存储装置的当前可用功率超过第一功率阈值，内燃机被起动，而如果来自于电力存储装置的当前可用功率低于第一功率阈值，再次确定来自于电力存储装置的当前可用功率，所述次序基于需要而被尽可能的重复，直到内燃机被起动或超过最大等候时段。
因此，可以优选地持续检查起动内燃机所需的功率是否也是可用的，其中，在否定的情形中，当前负载仍没有降低功率，而是持续等候足够的功率。
在达到指定的最大等候时段之后，优选地等候不能被持续因为否则启动内燃机的能力不再能够被保证。最大等候时段有利地可以是几分钟，例如，大约2分钟、大约5分钟或大约10分钟。
因此优选地，如果已经超过了最大等候时段，电力存储装置被所有负载而加载的当前负载功率被降低，直到来自于电力存储装置的当前可用功率超过第一功率阈值，随后起动内燃机。
负载功率的降低优选地缓慢发生，也就是，每秒最大3kW。这防止了在车辆行为中的突然改变，特别地在当前驱动功率中的突然降低。
优选的是，在内燃机被起动时，限制电力存储装置能够被所有负载而加载的最大负载功率至第二功率阈值。在实质起动内燃机的决定已经由车辆控制器做出并且起动进程已经被设置入程序内之后，这确保了即使在内燃机的起动阶段中，其它负载也不使得起动程序处于危险中的消耗很多来自电力存储装置的功率。
优选地，类似于第一功率阈值而确定第二功率阈值，由起动内燃机所需的功率和第二安全因数的乘积而确定。在此，第二安全因数可以与第一安全因数不同。特别地，其甚至可以是一，由于在起动阶段，需要比起动内燃机之前更低的功率储备。
依照本发明的另一个实施方式，在起动内燃机之后，最大负载功率的限值缓慢撤回。特别地，限直的撤回可以发生为斜坡函数的形式，也就是逐渐增多地。以这一方式，防止了负载以及特别是电力驱动的突然的功率增加。
特别优选地，当内燃机起动时，其加速到至少1000rpm，优选地至少1500rpm。高速运转内燃机至高旋转速度能够改善起动声音，并降低内燃机的排放。
附图说明
在下文通过示例的方式参考附图描述本发明。
附图1是依照本发明的方法的示意性流程图。
具体实施方式
在附图中，示意性地示出了依照本发明的用于混合动力车辆的操作方法的一个实施方式。所述方法的进程被设置于程序中，通过由控制系统、例如可以是高水平控制系统探测第一起动条件(1)的满足，并且如果需要，将该信号发送给控制系统，用于实施依照本发明的方法。所述满足的起动条件可以包括，混合动力车辆的电力存储装置的当前充电状态已经下落到指定充电阈值之下。由此，控制系统确定来自于电力存储装置的当前可用能量功率(2)，通过从存储装置的当前最大可用能量功率、也就是当前潜在的能量功率输出，减去由所有负载消耗的当前能量功率。执行来自于电力存储装置的当前可用能量功率是否高于第一能量功率阈值的检查(3)，其本质上由用于起动内燃机所需的能量功率确定，其可以由安全因数增加。如果已经以这一方式确定了可用能量功率足够用于起动内燃机，随后内燃机起动(6)。当起动内燃机时，优选地是限制保留负载的最大能量功率，使得用于内燃机全部起动进程的必须能量功率可以由电力存储装置可靠地提供。仅在内燃机起动进程(7)的结束，保留负载的所述能量功率限制缓慢地在此撤回。如果检查(3)显示了电力存储装置当前不能提供用于起动内燃机的所需负载，随后也进行是否已经超过的预定的最大等候时段的检查(4)。当然，替代地，也可以首先进行是否已经超过的预定的最大等候时段的检查(4)，并且仅在这之后，例如，仅在最大等候时段还没有被超过的情况中，进行电力存储装置的当前可用能量功率是否超过第一能量功率阈值(3)的检查，并且因而足够用于起动内燃机。如果电力存储装置的当前可用能量功率不充足并且还没有超过最大等候时段，随后依照本发明，再次确定来自于电力存储装置的当前可用能量功率(2)，且与所需能量功率比较(3)以确定在所述稍晚时间点，电力存储装置的当前可用能量功率是否足够用于起动内燃机。
依照本发明是否已经超过最大等候时段(4)的确定可被可选地安排于示出的方法的步骤循环(2)和(3)中，也就是，甚至在电力存储装置的当前可用功率的确定(2)之后和检查来自于电力存储装置的当前可用功率是否高于第一功率阈值(3)之前。
因此，本发明描述了用于混合动力车辆的操作方法，其以简单的方法带来的电池容量的优良利用，并且增强了当起动内燃机时的行驶舒适性。
附图标记列表
1 满足第一起动条件
2 确定来自于电力存储装置的当前可用功率
3 检查来自于电力存储装置的当前可用功率是否高于第一功率阈值
4 检查是否超过了最大等候时段
6 起动内燃机
7 起动内燃机的结束
8 结束。

Claims (12)

1.一种用于混合动力车辆的操作方法，该车辆包括内燃机、电力机械、电力存储装置和控制系统，其特征在于，通过控制系统基于满足第一起动条件(1)而确定电力存储装置中的当前可用功率(2)，并且如果来自于电力存储装置的当前可用功率在第一功率阈值之上，内燃机起动(6)，而如果来自于电力存储装置的当前可用功率低于第一功率阈值，再次确定来自于电力存储装置的当前可用功率(2)，重复上述序列直到内燃机被起动或超过最大等候时段。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当电力存储装置的当前充电状态低于充电阈值时，满足了第一起动条件。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于当前负载功率确定来自于电力存储装置的当前可用功率，所述当前负载功率是电力存储装置通过所有负载而加载的。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，来自于电力存储装置的当前可用功率被确定为：电力存储装置的最大功率输出和电力存储装置由所有负载而加载的当前负载功率之间的差值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一功率阈值由用于起动内燃机所需的动力与第一安全因数的乘积而确定。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果超过了最大等候时段，电力存储装置通过所有负载而加载的当前负载功率被降低，直到来自于电力存储装置的当前可用功率超过第一功率阈值，从而起动了内燃机。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，负载功率的降低最大值是每秒3kW。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在起动内燃机时，最大负载功率，即电力存储装置可以通过所有负载而加载的功率被限制至第二功率阈值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，由起动内燃机所需的功率和第二安全因数的乘积而确定第二功率阈值。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在起动内燃机之后，最大负载功率的限值缓慢撤回。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当内燃机起动时，其加速到至少1000rpm。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当内燃机起动时，其加速到至少1500rpm。
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