CN104185566A - 调节混合动力电动车辆的混合驱动装置的方法和调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节混合动力电动车辆的混合动力驱动装置的方法，该混合动力电动车辆具有电能存储器（HV），所述方法具有下列步骤：借助于能设定的行驶模式来规定（S1）用于接通电驱动装置（EM1；EM1、EM2）和/或内燃机（VM）的标准，其中，通过可变的设定来保留电能存储器（HV）的电池容量的一个份额，并且通过规定的标准以及通过可变的设定来调节（S2）混合动力电动车辆的电驱动装置（EM1；EM1、EM2）和/或内燃机（VM）的接通。

Description

调节混合动力电动车辆的混合驱动装置的方法和调节装置
技术领域
本发明涉及用于调节混合动力电动车辆的混合驱动装置的方法和调节装置。
背景技术
DE 10 2006 008 640 A1描述了一种具有两个驱动机组的混合动力车辆。在那里描述的混合动力车辆具有内燃机作为第一驱动机组，该混合动力车辆具有电机作为第二驱动机组。在那里描述的方法中，将内燃机从混合驱动装置的运行模式中借助于无启动器的直接启动来发动。
由此利用那里描述的方法实现了，利用现有的内燃机并且仅通过混合动力车辆的电驱动装置来运动。
发明内容
本发明提出了一种按照权利要求1所述的用于调节混合动力电动车辆的混合驱动装置的方法以及一种按照权利要求11所述的相应的调节装置。
本发明根据一个方面提出了一种用于调节混合动力电动车辆的混合驱动装置的方法，该混合动力电动车辆具有电能存储器，该方法具有下列步骤：借助于能设定的行驶模式来规定用于接通电驱动装置和/或内燃机的标准，其中，通过可变的设定来保留电能存储器的电池容量的一个份额，并且通过规定的标准以及通过可变的设定来调节混合动力电动车辆的电驱动装置和/或内燃机的接通。
本发明根据一个方面还提出了一种用于调节混合动力电动车辆的混合驱动装置的调节装置，该混合动力电动车辆具有电能存储器，其中，所述调节装置设计用于，借助于能设定的行驶模式来规定用于接通电驱动装置和/或内燃机的标准，其中，通过可变的设定来保留所述电能存储器的电池容量的一个份额，并且通过规定的标准以及通过可变的设定来调节混合动力电动车辆的电驱动装置和/或内燃机的接通。
发明优点
本发明所基于的思路在于，在混合动力电动车辆中更好地匹配电驱动辅助的可用性。
下面的优点可以通过本发明实现。
本发明能够实现在车桥混合动力（Achshybrid），也就是说在混合动力电动车辆中，使全轮驱动的使用更好地匹配预先确定的要求，其中，在混合动力电动车辆中，分别至少一个驱动机组作用到各一个经驱动的车辆车桥上。
有利地可以通过本发明所基于的思路来提供具有可假设的使用时间的临时的全轮驱动，不必强制性地需要一有待发电机式地运行的第二电驱动单元。本发明能够按照需求来实现在如下的车轮上的最大的驱动功率，这些车轮仅与一个电驱动装置或多个电驱动装置联接。
此外，本发明在使用两个电驱动单元的情况下能够在没有电驱动单元的发电机式的运行下提供临时的全轮驱动。这样，能够基于混合动力电动车辆的所有的驱动机组的驱动力矩实现提高的驱动功率。
本发明向驾驶员提供了不同的可设定的行驶模式，这些行驶模式能够实现相应于给出的要求的混合动力电动车辆的驱动。在此，在具有E机器的车桥混合动力的情况下，尽可能在有需求时使得混合动力电动车辆的全轮驱动可供使用。
根据一种实施方式，混合动力电动车辆的电驱动装置设计成混合动力电动车辆的可接通的电驱动装置，该电驱动装置能够实现混合动力电动车辆的全轮驱动。这能够实现混合动力电动车辆的经匹配的行驶方式。
根据另一种实施方式，使用一通过传感器装置获知的对于提高混合动力电动车辆的牵引力的需求来作为用于接通混合动力电动车辆的标准。
根据另一种实施方式，能设定的行驶模式由驾驶员从大量的行驶模式中选出。
根据另一种实施方式，使用电能存储器的电池容量的百分之0或直至百分之30或直至百分之70或直至百分之100的百分比，作为电能存储器的电池容量的针对第一电驱动单元和/或第二电驱动单元的马达式运行所保留的份额。这能够有利地实现，相应于给出的要求来影响混合动力电动车辆的全轮驱动的可用持续时间。
根据另一种实施方式，能设定的行驶模式强制第一电驱动单元的马达式运行。这能够实现混合动力电动车辆的行驶行为的改善。
根据另一种实施方式，全轮驱动的可用性基于电能存储器的针对电驱动装置所保留的份额来显示。
根据另一种实施方式，除了可用性之外，还显示全轮驱动的推测的可用持续时间。
根据另一种实施方式，电能存储器的电池容量的保留的份额借助于传感器数据来获知。
根据另一种实施方式，电驱动装置仅具有一个电驱动单元。
附图说明
下面借助于参照附图的实施方式阐述本发明的其它特征和优点。
其中:
图1 示出了用于调节根据本发明的第一种实施方式的混合动力电动车辆的混合驱动装置的方法的流程图的示图；
图2 示出了用于阐释一用于调节根据本发明的第二种实施方式的混合动力电动车辆的混合驱动装置的调节装置的示意图；以及
图3 示出了用于阐释一用于调节根据本发明的第三种实施方式的混合动力电动车辆的混合驱动装置的调节装置的示意图。
具体实施方式
在附图中相同的附图标记表示相同的或功能相同的元件，只要没有给出反例。
从附图中应该获得本发明的实施方式的进一步理解。附图示出了实施方式并且结合说明书用于解释本发明的原理和方案。其它的实施方式和许多所述的优点从附图中得出。附图的元件不必按照标准尺寸相互示出。
“混合动力电动车辆（hybridelektrisches Kraftfahrzeug）”在下文中理解为混合动力电动车辆（hybridelektrokraftfahrzeug）或如下的电动车辆，其由至少一个电动马达和一其它的能量转换器驱动并且涉及来自运行燃料罐的能量以及来自用于电能的存储装置的能量。
其例如包括全混合动力车辆、活塞进入式混合动力车辆（Plug-in-Hybridfahrzeug）或其它的具有混合动力驱动装置的车辆。
利用表述“电驱动装置”在下文中表示电驱动辅助装置，例如附加的电动驱动装置，其具有一个或多个用于辅助燃烧发动机或内燃机的驱动力矩的电动马达。
图1示出了用于调节根据本发明的第一种实施方式的混合动力电动车辆的混合驱动装置的方法的流程图的示图。
在该方法的第一步骤中，借助于可设定的行驶模式来进行用于接通电驱动装置EM1和/或内燃机VM的标准的规定S1，其中，通过可变的设定来保留电能存储器HV的电池容量的用于电驱动装置的份额。
在该方法的第二步骤中，通过规定的标准并且通过可变的设定来进行混合动力电动车辆的电驱动装置EM1和/或内燃机VM的接通的调节S2。
例如，使用对于混合动力电动车辆的牵引力的提高的需求来作为用于接通电驱动装置EM1和/或内燃机VM的标准，其中，内燃机VM和电驱动装置EM1接通用于驱动混合动力电动车辆。
例如，使用对于混合动力电动车辆的全轮驱动的可用持续时间的提高的需求来作为用于接通电驱动装置EM1和/或内燃机VM的标准，其中，内燃机VM接通用于驱动混合动力电动车辆并且电驱动装置EM1发电机式地运行。
例如，使用混合动力电动车辆的燃料最佳的运行来作为用于接通电驱动装置EM1和/或内燃机VM的标准，其中，内燃机VM是断开的并且电驱动装置EM1马达式地或发电机式地运行。
例如，使用第一行驶模式“Eco”作为可设定的行驶模式，其中，使用电能存储器HV的总的电池容量用于驱动混合动力电动车辆的燃料最佳的运行方式选择。
在该行驶模式下，在一些情况下，例如在混合动力电动车辆的更长的、纯电的行驶之后，电能存储器HV的充电状态如此之小，使得在车桥混合动力的情况下混合动力电动车辆的全轮驱动无法实现或仅在很小的范围内实现，即使例如由于在没有预料到的湿滑路面上的行驶状态而使得全轮驱动是有利的。在该行驶模式下有利的是很小的燃料消耗。
在第二行驶模式“标准”中，仅电能存储器HV的可使用的电池容量的一部分、例如70%用于燃料最佳的运行方式选择，也就是说，例如在具有很小的油门踏板要求的阶段中，混合动力电动车辆纯电地行驶，直至电能存储器HV还具有其总容量的至少30%。但这样一来，内燃机VM再次启动，用于对电能存储器HV充电，例如充电到100%。因此，电能存储器HV的电池电量的30%保留用于全轮驱动。以这种方式电能存储器HV在每个时间点具有其电量的至少30%可供使用，以便能够实现全轮驱动。
该份额例如对于大致10秒的全轮驱动的接通持续时间是足够的。但全轮驱动总是仅在需要时接通，也就是说，当混合动力电动车辆行驶所在的地面湿滑和/或车辆车桥的车轮打滑或者以仅还很小的牵引力处于一行驶区域中时，例如由驱动滑转调节器或牵引力控制器检测到。
在全轮驱动期间，将电能存储器HV放电并且降低全轮驱动的剩余的可用持续时间，但在对于全轮驱动的需求之后再次取消，将电能存储器HV再次至少如此程度地充电，使得又有10秒的全轮驱动可用持续时间可供全轮驱动使用。在该行驶模式中也规定，全轮驱动可用持续时间保持在至少10秒。在行驶模式“标准”中的燃料消耗比在行驶模式“Eco”中略高。
在例如被称作“优先全轮（Prio-Allrad）”的第三行驶模式中，将电能存储器HV尽可能快速地充满电并且在混合电动机动车继续行驶期间不再或仅最小地通过混合电动机动车的其它的电消耗器来放电。例如可以初始地通过常规的12伏发电机或常见的发电机（Lichtmaschine）来对额外的12伏车载网络充电，而无需动用在电能存储器HV中存储的能量。在该行驶模式中的燃料消耗可以比在“标准”或“Eco”的行驶模式下更高，为此，必要时针对更长的可用持续时间，例如一分钟来提供全轮驱动。
为了向驾驶员告知全轮可用持续时间，一显示器说明，有多少全轮驱动可供使用，例如利用显示灯的有颜色的编码或利用估算的以秒为单位的全轮可用持续时间的字母数字的显示。
在一种可选的例如被称作“力全轮（Force Allrad）”的第四行驶模式中，电能存储器HV的充电可以类似于在“优先全轮”模式中的电能存储器HV的充电来进行。在选择了该行驶模式之后，不再需求全轮驱动，而是强制性地选择。
一种行驶模式可以在默认下是激活的。替选地，一种行驶模式也可以在通过驾驶员激活的选择之后才被选择。或者调节装置RE可以借助于混合动力电动车辆的行驶状态或借助于通过传感器装置检测到的环境影响来选择一种行驶模式，这些环境影响例如影响占主导的牵引力，例如降水或外界温度。
原则上可以考虑使用任意的信息用于规定行驶模式，例如可以在摆在混合动力电动车辆面前的斜坡或在越野线路上驾驶时，保留电池电量的提高的份额用于全轮驱动或者可以选择相应的行驶模式。
也可以考虑，当车桥中的一个车桥通过被设计成主驱动机的第一电驱动单元EM1驱动，并且另一个车桥通过被设计成辅助驱动装置的第二电驱动单元EM2驱动时，在纯电动车辆中使用所需求的全轮驱动。
这样，在通常情况下主驱动机单独地用于推进混合动力电动车辆。第二电驱动单元EM2在有需求时辅助主驱动机，也就是说，当地面湿滑并且另一个车桥的车轮打滑或面临要打滑时。
要提到的是，在图1中所示的方法步骤可以以任意的方式，例如递归或迭代地重复。
图2示出了用于阐释一用于调节根据本发明的第二种实施方式的混合动力电动车辆的混合驱动装置的调节装置的示意图。
例如保留电能存储器HV的电池电容的保留的份额用于第一电驱动单元EM1的马达式运行。
在混合动力电动车辆中构造第一经驱动的车辆车桥HA，其由第一电驱动单元EM1驱动。第一电驱动单元EM1例如联接在第一经驱动的车辆车桥HA上。
混合动力电动车辆具有第二经驱动的车辆车桥VA，其经由传动装置G由第二电驱动单元EM2并且由内燃机VM驱动。内燃机VM例如经由第二电驱动单元EM2和传动装置G联接在第二经驱动的车辆车桥VA上。
第一经驱动的车辆车桥HA例如构造成后车桥并且在其上布置后轮HR。第二经驱动的车辆车桥VA例如构造成前车桥并且在其上布置前轮VR。第一经驱动的车辆车桥HA和第二经驱动的车辆车桥VA例如构造成永久的驱动轴或构造成混合电动车辆的可接通的驱动轴。
混合动力电动车辆具有电能存储器HV。电能存储器HV例如设计成电容器、蓄电池、尤其设计成锂离子蓄电池、锂聚合物蓄电池、锂硫蓄电池、锂铁磷酸蓄电池或其它的光伏电池。
调节装置RE例如与传动装置G、第一电驱动单元EM1、第二电驱动单元EM2、内燃机VM、电能存储器HV联接并且设计用于，借助于可设定的行驶模式来规定用于接通第一电驱动单元EM1和/或内燃机VM的标准。
例如能够实现一种具有第一电驱动单元EM1和第二电驱动单元EM2的混合动力电动车辆的全轮驱动。同样地，混合动力电动车辆的全轮驱动可以借助于内燃机VM和第一电驱动单元EM1来实现。
调节装置RE例如设计成可存储编程的控制器或设计成其它的仪器，其用于控制或调节机器或设备并且基于数字地编程。
调节装置RE例如设计用于处理一个或多个传感器的传感器数据，用以借助于传感器数据来获知电能存储器的电池容量的保留的份额。例如由调节装置RE处理雨量传感器的数据、导航系统的导航数据、关于行驶参数的数据或其它数据作为传感器数据，从这些数据中可以获知混合动力电动车辆的将来的牵引力需求。
例如可以将混合动力电动车辆的调节装置RE在玻璃刮水器以最低级别运行时保留电池容量的足以用于10秒全轮驱动的份额，在玻璃刮水器以最高级别运行时保留电池容量的足以用于20秒全轮驱动的份额，并且在低于+5℃的占主导的外界温度的情况下，保留电池容量的足以用于30秒全轮驱动的份额。
图3示出了用于阐释一用于调节根据本发明的第三种实施方式的混合动力电动车辆的混合驱动装置的调节装置的示意图。
混合动力电动车辆的电驱动装置可以包括第一电驱动单元EM1和/或第二电驱动单元EM2。在图3中示出了一种具有仅一个电驱动单元EM1作为电驱动装置的实施例。
通过根据本发明的方法可以提供具有足够长的使用时间的临时的全轮驱动，因为针对临时的全轮驱动保留了电能存储器HV的电池容量的百分之0或直至百分之30或直至百分之70或直至百分之100的百分比，从而在全轮驱动时不需要发电机式地运行的第二电驱动单元EM2。这能够成本低廉地实现混合动力电动车辆的驱动。
在图2和3中没有示出用于将由电能存储器HV提供的直流电压转换成由电驱动单元EM1、EM2所需的交流电压的脉冲逆变器或逆变器或其它仪器。
例如电驱动单元EM1、EM2中的每一个电驱动元都包括一个脉冲逆变器并且分别包括一个或多个电机，该电机将电能转换成机械能。
但同样可以考虑，用于转换直流电压的脉冲逆变器或逆变器或其它仪器在空间上与电驱动单元EM1、EM2分开地设置。
其余的在图3中使用的附图标记已经在配属于图2的附图描述中阐述。
尽管本发明借助于优选的实施例进行了描述，但其不限于此。尤其是所述的实施方式和方法流程仅是示例性的并且不限于所阐释的例子。只要是合理的，所描述的设计方案和改进方案可以任意地相互组合。

Claims (11)

1. 用于调节混合动力电动车辆的混合动力驱动装置的方法，该混合动力电动车辆具有电能存储器（HV），所述方法具有下列步骤：
- 借助于能设定的行驶模式来规定（S1）用于接通电驱动装置（EM1；EM1、EM2）和/或内燃机（VM）的标准，其中，通过可变的设定来保留电能存储器（HV）的电池容量的一个份额；并且
- 通过规定的标准以及通过可变的设定来调节（S2）混合动力电动车辆的电驱动装置（EM1；EM1、EM2）和/或内燃机（VM）的接通。
2. 按照权利要求1所述的方法，其中，混合动力电动车辆的电驱动装置（EM1；EM1、EM2）构造成混合动力电动车辆的能接通的电驱动装置，该电驱动装置能够实现混合动力电动车辆的全轮驱动。
3. 按照权利要求1和2之一所述的方法，其中，使用一通过传感器装置获知的对于提高混合动力电动车辆的牵引力的需求，作为用于接通电驱动装置（EM1；EM1、EM2）和/或内燃机（VM）的标准之一。
4. 按照权利要求1-3之一所述的方法，其中，能设定的行驶模式由驾驶员从大量的行驶模式中选出。
5. 按照权利要求1-4之一所述的方法，其中，使用电能存储器（HV）的电池容量的百分之0或直至百分之30或直至百分之70或直至百分之100的百分比，作为电能存储器（HV）的电池容量的针对第一电驱动单元EM1和/或第二电驱动单元EM2的马达式运行所保留的份额。
6. 按照权利要求1-5之一所述的方法，其中，能设定的行驶模式强制第一电驱动单元EM1的马达式运行。
7. 按照权利要求1-6之一所述的方法，其中，全轮驱动的可用性基于电能存储器（HV）的电池容量的保留的份额来显示。
8. 按照权利要求7所述的方法，其中，除了可用性之外，还显示全轮驱动的推测的可用持续时间。
9. 按照权利要求1-8之一所述的方法，其中，电驱动装置（EM1；EM1、EM2）仅具有一个电驱动单元（EM1）。
10. 按照权利要求1-9之一所述的方法，其中，电能存储器（HV）的电池容量的保留的份额借助于传感器数据来获知。
11. 用于调节混合动力电动车辆的混合动力驱动装置的调节装置，该混合动力电动车辆具有电能存储器（HV），其中，所述调节装置设置用于：
- 借助于能设定的行驶模式来规定用于接通电驱动装置（EM1；EM1、EM2）和/或内燃机（VM）的标准，其中，通过可变的设定来保留电能存储器（HV）的电池容量的一个份额；并且
- 通过规定的标准以及通过可变的设定来调节混合动力电动车辆的电驱动装置（EM1；EM1、EM2）和/或内燃机（VM）的接通。
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