CN105098874B - 用于机动车辆中电流供应的管理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有内燃发动机的机动车辆中的电流供应的管理的方法，其中检测可以向起动机、点火开关和照明装置至少提供电流的蓄电池的荷电状态并且将荷电状态描述为离散变量(LowSOCFlag)，离散变量(LowSOCFlag)指示主流荷电状态是否低于或高于校准阈值(LowSOCThresh)。如果离散变量指示主流荷电状态低于校准阈值(S1)，则使用相对高的电压(Setpoint1)在预先确定的时间期间内以蓄电池的所有单元均匀且完全充电这样的这样的方式使蓄电池充电(S7‑S13)。如果离散变量指示主流荷电状态高于校准阈值，则依赖传动系统的主流能量转换效率水平设置(S2‑S6)车辆中的发电机的不同温度依赖电压设置点(Setpoint0、Setpoint1、...)，其检测且描述为另一离散变量(LowEffFlag)。

Description

用于机动车辆中电流供应的管理的方法

技术领域

本发明涉及用于机动车辆中电流供应的管理的方法，机动车辆具有内燃发动机和设计成以便实施该方法的装置。

背景技术

专利文献DE 10 2004 023 621 A1公开了用于确定储能装置的能量含量的方法和装置。所述文献描述了用于确定车辆中的蓄电池的荷电状态的构思，但是没有提到用于校正低荷电状态或用于提高电气系统或驱动机构的效率水平的策略。不断地估计荷电状态并且荷电状态输出为精确的数字值。通过将蓄电池从电源电流解耦，可以校正荷电状态的估计。校正可以周期性地应用，或者如果良好的驱动部分摆在前面，则其可以以偶发的方式安排。通过测量蓄电池的空载电压实施校正。如果足够长的时间期间内蓄电池上没有任何负载，则荷电状态是空载电压的函数。通过校正过程之间蓄电池电流的整合确定荷电状态。在所述荷电状态已经校正之后(测量空载电压并且确定荷电状态)，荷电状态用作整合过程的初始值。

专利文献US 6 646 419 B1公开了用于确定车辆中铅酸蓄电池的荷电状态的方法。这个方法也不断地估计荷电状态并且输出作为精确数字值的结果。而且，通过分别整合充电电流或放电电流，确定荷电状态。计算但不储存以蓄电池的气体形态和加热方式参与的二次蓄电池电流。总蓄电池电流和二次蓄电池电流之间的差值产生充电电流或放电电流，充电电流或放电电流在确定荷电状态的情况下整合。同样，在蓄电池电流是零或低的情况下的阶段之后，从蓄电池的空载电压确定荷电状态的初始值。如果车辆已经关闭很长一段时间，则从空载电压计算新值以用于荷电状态的初始值。这个文献也描述了在驾驶操作期间可以校正荷电状态的初始值。在蓄电池电流是零的情况下的长阶段之后，使用测量的蓄电池电流估计蓄电池的空载电压。文献没有详细描述是否使用估计的端电压以便校正初始荷电状态。

专利文献US 8 159 188 B2公开了用于控制锂离子车辆蓄电池的荷电状态的方法，以便达到最小放电电流值也总是可能的。方法确保在老化蓄电池中，所述蓄电池可以总是传送足够的放电电流。蓄电池的荷电状态维持在最小和最大荷电状态之间的值。如果确定不能达到所需的放电电流，则最小荷电状态在部分负载操作下增加。增加是所需电流和供应电流之间的差值、蓄电池温度、荷电状态和其他蓄电池条件的函数。

专利文献US 8 638 070 B2公开用于适应性地使蓄电池充电至所需值的方法。估计荷电状态并且荷电状态输出为精确的数字值。通过主动控制蓄电池的端电压执行估计，通过一系列的充电和放电脉冲主动控制蓄电池的端电压。脉冲具有预定义的电流分布，并且使用脉冲的电压响应以便估计荷电状态。充电或放电脉冲各自必须生成在窄公差范围内的电压响应。它们的确切形式不断地适应，以便响应保持在公差范围内。脉冲总是周期地实施，更确切地说是独立于整个系统的操作状态。由于使用响应于预先确定的电流的电压以便估计荷电状态的事实，使用蓄电池的等效电容和荷电状态之间的关系以便执行估计。这个方法开发用于锂离子蓄电池并且其目的是它也可以用于比如Ni-MH(镍氢)这样的其他蓄电池类型。然而，没有提到铅酸蓄电池。

也就是说，检测和校正低荷电状态或通过较高的最小荷电状态来提高老化蓄电池的电气鲁棒性是已知的。

发明内容

本发明的目的是提供用于具有内燃发动机的车辆中的电流供应的管理的方法，所述方法用最小的费用不仅使检测和校正较低的蓄电池荷电状态以及因此实现电气鲁棒性成为可能而且使提高燃料消耗和减少CO₂排放成为可能。

这个目的是凭借下述方法和装置来实现。

本发明提供用于机动车辆的发电机的操作策略，其可以使燃料消耗减到最小并且确保电气鲁棒性。通过实施用于低荷电状态的离散识别的算法来确保电气鲁棒性。

在本发明的范围内，荷电状态周期性地与预先确定值相比较或依赖具有预先确定值的驾驶操作以便获得指示荷电状态是否低于预先确定的阈值的比特或标记形式的离散以及尤其是二进制初始变量。如果电流源在比较过程期间是不饱和的，则假定荷电状态在执行检查的时间点之间没有减少。在这种情况下，比特或标记的状态不改变。也就是说，根据本发明的方法不输出关于荷电状态的数字值，并且也未直接确定或估计蓄电池的能量含量。

在本发明的优选实施例中，通过蓄电池的端电压的周期性的或偶发的减少，执行荷电状态和预先确定值之间的比较。在时间窗口期间直接或间接地确定蓄电池电流，以便确定荷电状态是否大于或小于是减少的电压的函数的值。

根据本发明的方法使以简单的方式描述低荷电状态并且同时提高电流供应以及因此车辆的整个驱动机构的效率水平成为可能。

如果识别出低荷电状态，则设置相应的标记并且在预先确定的时间帧期间使用相对高的电压使蓄电池充电。相对高的电压和预先确定的时间帧是必要的补偿电荷电压和补偿电荷时间期间以便使蓄电池的所有单元均匀地充电至其容量的100％。在补偿电荷时间期间结束时重复关于燃料消耗的最有利的充电操作。

如上所述，通过周期性或偶发地减少蓄电池的端电压，执行荷电状态和预先确定值之间的比较。如果以偶发的方式执行比较，依赖驾驶条件生成所述比较。如果马达在空载状态，则在再生制动操作的阶段之后允许执行所有的比较是特别有利的。电压变化可以突然发生或随着时间梯度发生。在减少过程期间，端电压、蓄电池电流或来自电流源(包括变换器的发电机的电流源)的电流与零相比较。如果电流源的电流总是为零或识别为在放电过程，则荷电状态识别为高于预先确定的阈值。在周期性或偶发放电过程期间的蓄电池的——更确切地说电流源的——电流响应，判定荷电状态是否高于或低于预先确定的阈值。这个策略特别适合于铅酸蓄电池。由于锂离子蓄电池具有类似的等效转换模式，但是策略也可以合理地用于这种类型的蓄电池。

通过本发明实现的燃料消耗减少和CO₂排放减少部分是由于在能量转换的情况下在效率水平低的情况下的操作阶段中的前述电力生成。在这些操作阶段禁用发电机，并且蓄电池自身放电。蓄电池放电的能力有助于效益，并且这个能力通常以比蓄电池的老化过程低的速率恶化。

附图说明

以下提供参考附图的示例性实施例的描述。在附图中：

图1说明具有蓄电池管理系统的发电机控制结构的概述；

图2说明电压设置点对用于在不同的效率水平下操作传动系统的温度的依赖关系；

图3说明选择用于具有高效率水平和低效率水平的操作模式的电压设置点的程序；

图4说明选择用于具有高效率水平和低效率水平的操作模式以及还用于非点火减速的电压设置点的程序；

图5说明根据由奥托发动机驱动的传动系统的情况下的效率水平确定操作模式的程序；

图6a-c说明在用于具有高于和低于校准阈值的荷电状态的蓄电池的监控时间期间的蓄电池端电压和蓄电池电流；

图7说明在此描述的使用蓄电池监控传感器的最小电流供应管理策略的情况下的标记LowSOCFlag(低荷电状态标记)的管理；以及

图8说明用于完整最小电流供应管理策略的示例。

具体实施方式

在此描述的用于具有内燃发动机和再生制动系统的机动车辆中的电流供应的管理的最小电流供应管理策略包含可选使用的两部分：一种策略是当转换能量时确定关于提高燃料消耗和传动系统的效率水平的用于车载所需电流的发电机的电压设置点，并且一种策略是监控蓄电池荷电状态并且在蓄电池荷电状态正识别为低的情况下在设置点使蓄电池充电至较高电压。

在此描述的电流供应管理策略称为“最小”，因为可以用最小费用执行所述策略，其总是确保至少最小荷电状态并且此外有助于正在最小化的燃料消耗。

术语“发电机”在这种情况下不仅包括操作为发电机的电动机，而且还包括从那里生成直流电压且可以控制的逆变器以便供应所需的输出电压，以便发电机的输出电压可以设置在具体极限范围内。

总策略的监控蓄电池荷电状态并且通过延长充电过程且事实上尽可能接近其容量的100％来减轻低荷电状态的部分——其在以下称为减轻——可以称为用于电气鲁棒性的策略。在低荷电状态发生时，这个策略取消电压设置点，该电压设置点可能通过策略确定以用于提高能量转换效率水平并且因此代表在关于发电机的电压设置点的选择的分层中的最高优先级。

在混合动力车辆和电动车辆中，经常通过供应有来自高电压网络的能量的直流电压变换器提供低电压供应。在这种情况下，实施在这些车辆中也通过激活直流电压变换器的合适的电压设置点来监控蓄电池荷电状态以便确保低电压供应的电气鲁棒性的本发明的部分是可能的。

图1说明具有蓄电池管理系统的发电机控制结构的概述，也就是说用于控制用于确定发电机的电压设置点的策略的选择的结构，并且说明用于提高能量转换效率水平的策略1以及使用用于结合控制结构中的电气鲁棒性的策略2的组合。两个策略是基于来自传动系统的数据并且也基于来自车辆电子系统的数据。

图1中的控制发电机的电压设置点的原点的虚拟开关3反映最小电流供应管理策略的双重责任，也就是提高燃料消耗和减少CO₂排放并且维持电流供应的鲁棒性。虚拟开关3和用于电气鲁棒性的策略2之间的虚线说明后者在关于电压设置点的选择的分层中的优先级。

用于能量转换效率水平的改进的策略1在以下用两部分描述。在第一部分中，关于根据效率水平的操作模式描述发电机的电压设置点的选择，也就是说关于在当前主流操作模式中的传动系统的能量转换效率水平，并且在第二部分描述传动系统的操作模式的识别(高水平效率、低水平效率或再生制动系统)。

为了选择关于根据效率水平的操作模式的发电机的电压设置点，一俟车辆已经依赖传动系统的操作模式投入运行，选择依赖蓄电池温度的电压设置点。在内燃发动机的操作期间，两种操作模式是可能的，也就是具有高水平效率或低水平效率。第三操作模式涉及在非点火内燃发动机的情况下发生减速的情况。用于非点火减速的传动系统控制策略通常称为DFSO(减速燃料关闭)。

三种操作模式的每种可以基于蓄电池的温度分配不同函数的电压设置点。图2说明电压设置点对分别在高水平效率、低水平效率或再生制动操作情况下用于操作传动系统的温度的依赖关系。

具有高水平效率的操作的函数在图2中称为Setpoint1(设置点1)。在传统充电策略情况下使用的使蓄电池充电的这种类型的温度依赖电压的函数由于其形状描述为Z曲线并且可以由蓄电池制造商定义。函数Setpoint1可以反映使用的温度依赖电压特征曲线以便使起动机蓄电池完全充电，起动机蓄电池使用传统策略以控制电流供应向起动机、点火开关和照明装置供应电流，并且所述函数也称为用于高(也就是说相对高)电压的设置点。

用于具有低水平效率的操作的Z曲线在图2中称为Setpoint0(设置点0)。所述曲线可以校准以便它在整个温度范围内比Setpoint1低0.3至1伏特，并且最低值——也就是关于高蓄电池温度的值——应该大于具有荷电状态的蓄电池的空载电压，空载电压是最小的但是仍然认为是足够的。

如果电压设置点从Setpoint1变化至Setpoint0，则发电机缓解车载电流供应的负载，并且蓄电池放电直到实现由基尔霍夫定律定义的均衡。因此，发电机随着时间期间的消逝而放电，如果效率水平从高变化到低，时间期间的长度与车辆负载电流成比例。

如果在非点火内燃发动机的情况下发生减速，则或者使用Setpoint1或者可选择地使用称为Setpoint2的较高电压设置点是可能的。根据使用，Setpoint2可以是温度依赖值或常数、非温度依赖值。由于Setpoint2大于Setpoint1，如果电压设置点从Setpoint1变化至Setpoint2，则蓄电池总是开始充电，所以所述蓄电池在非点火内燃发动机的情况下储备用于再生制动操作的能量缓冲。

现在描述算法的选择，通过算法，确定图2中说明的电压设置点的函数Setpoint0、Setpoint1和Setpoint2。

图3说明关于用于两个操作模式——也就是具有高水平效率和低水平效率——的非常简单的选择算法的用于具有高水平效率和低水平效率的操作模式的电压设置点的选择。在发动机启动之后，用于电压设置点的选择的算法监控(S1)用于效率水平的标记，并且如果激活用于低水平效率的标记LowEffFlag，则选择相对低的电压设置点Setpoint0(S2)。否则，选择相对高的电压设置点Setpoint1(S3)。如果使用两个温度依赖电压设置点，则非点火减速可以识别为具有高水平效率的操作模式。

图4以图3中说明的用于电压设置点的选择的算法的扩展形式说明用于具有高水平效率和低水平效率的操作模式并且也用于非点火减速的电压设置点的选择，因为关于非点火减速，定义高于Setpoint1的附加电压设置点Setpoint2。根据LowEffFlag是否激活(S4)，或者选择Setpoint0(S5)，或者在图3中的步骤S1之前，也执行关于用于最高水平效率的标记DFSOFlag是否实现的检查(S6)，在这种情况下，识别非点火减速度并且选择电压设置点Setpoint2(S7)。

沿着发动机控制策略的线执行识别传动系统在具有高水平效率或低水平效率的操作模式下是否起作用的程序，发动机控制策略在车辆的操作期间是有效的。因此识别对应于空载控制器、减速控制器、转换控制器以及用于向前推力扭矩的管理的控制器的操作模式是可能的，并且这些操作模式可以依赖它们的典型校准分类为高水平效率或低水平效率。如果相应的能量转换效率水平相当大地变化，则可以进一步地细分操作模式。

在奥托发动机的情况下，能量转换效率水平是点火提前的函数并且有如下面公式中所描述的空燃比：

其中

BMEP代表在燃烧循环期间汽缸中的平均压力(制动平均有效压力)，q代表喷射燃料的量(燃料质量流量)，G_f代表依赖空燃比的产量因子，以及代表点火效率水平函数(关于点火提前的效率水平)，cf.Ballichi,Benvenuti,Di Benedetto,Pinello,Sangiovanni-Vincentelli“汽车发动机控制和混合动力系统：挑战和机遇”，IEEE(美国电气和电子工程师协会)学报，2000年7月。

一俟内燃机已经预热，空燃比保持在接近化学计量值的值，但是点火提前改变至较低效率值因此关于点火效率水平函数的能量转换效率水平分类操作模式是可能的。

如果对于给定空燃比实现汽缸中的最高平均压力(BMEP)，则点火效率水平函数在其最大值。在这个最大值的情况下，据说点火提前具有设置值MBT(平均最佳扭矩)。在某些操作模式下，发动机校准故意选择不对应于MBT的点火提前值，以便确保扭矩储备，以便维持高的燃烧稳定性，以避免高水平的NO_X排放或避免发动机爆震。这些操作模式可以通过电流供应管理策略分类为不适合电能的生成，因为低能量转换效率水平是主流。另一方面，通过校准获得MBT点火提前的操作模式是有利于能量的生成，因为相对于根据质量单位的燃料的操作获得更多能量是可能的。

可以执行操作模式分类为有利或不利用于能量的生成，因为检查校准指令并且咨询校准专家以便识别操作模式，或者总是或经常在操作模式中选择MBT点火提前设置，或者在操作模式中相对减速点火提前。在车辆的操作期间，仅通过监控控制输入信号和传动系统的状况报告，识别有利或不利的操作模式。如果发生指示被认为有利或不利的操作模式或控制器策略的具体条件(例如，发动机转速、节流阀位置等)，选择或者促进或者阻碍能量的生成的发电机的电压设置点。

在具有奥托发动机的机动车辆的情况下实施最小电流供应管理策略的优选程序以区分在空载情况、在来自延长空载情况的启动之后、向前推力(以恒定的速度或加速，但不是来自空载情况的启动)、节流阀完全打开和非点火减速中的效率水平是可能的。在这些情况中，空载情况、来自延长空载情况的启动以及节流阀完全打开分类为具有低能量转换效率水平的操作模式。其他操作模式，也就是具有加速或恒定速度的向前推力分类为具有高能量转换效率水平的操作模式。

图5说明在由奥托发动机驱动的传动系统的情况下根据效率水平确定操作模式的算法。识别包括非点火减速的这些操作模式的程序，需要关于加速踏板位置(图5中的APP)、车辆速度(图5中的VehSpeed)和发动机转速(图5中的EngSpeed)的知识。根据车辆速度以及已经由驾驶员或排挡控制器选择的排挡选择器和离合器踏板的位置，可以估计发动机转速。

用于根据效率水平的操作模式的识别的算法的输出变量是标记LowEffFlag和DFSOFlag。校正参数DFSOSpThresh和WOTThresh与发动机转速相比较以便确定非点火减速是否发生或加速踏板是否向下足够远地压下以便识别具有完全打开节流阀的操作。标记LowEffFlag和DFSOFlag由图3和4中说明的算法用于电压设置点的选择以便确定作为命令传输至发电机的电压设置点。

尤其，在发动机启动之后，连同图5执行关于车辆速度VehSpeed是否大于零的检查(S1)。如果否，则LowEffFlag设置为1(S2)，并且重复步骤S1。如果是，则主流时间点t储存为时间标志TimeStamp(S3)，并且执行关于加速踏板位置APP是否大于零的检查(S4)。如果否，则执行关于车辆速度VehSpeed是否仍然大于零并且同时发动机转速EngSpeed是否大于DFSOSpThresh的检查(S5)。如果否，则执行关于车辆速度VehSpeed是否仍然大于零的检查(S6)。如果否，则程序返回至步骤S2。如果是，则LowEffFlag设置为1并且DFSOFlag设置为0(S7)，并且程序返回至步骤S4。在步骤S5的是的情况下，LowEffFlag设置为0并且DFSOFlag设置为1(S8)，并且程序返回至步骤S4。在步骤S4的是的情况下，执行关于主流时间点t和步骤S3中设置的时间标志TimeStamp之间的差值是否大于阈值LaunchTimeThresh或加速踏板位置APP是否小于WOTThresh(S9)。在步骤S9的是的情况下，LowEffFlag设置为0(S10)，并且程序返回至步骤S4。在步骤S9的否的情况下，LowEffFlag设置为1(S11)，并且程序返回至步骤S4。

可以建立用于柴油发动机的类似条件设置，以便识别具有低水平效率和高水平效率以及非点火减速的操作模式，并且当在奥托发动机的情况时，参考加速踏板位置、排挡选择器和离合器踏板的位置以及作为输入变量的车辆速度，可以根据效率水平识别操作模式。

用于电气鲁棒性的策略在用于低荷电状态的标记LowSOCFlag的帮助下监控蓄电池的荷电状态，并且如果识别出低荷电状态，则在相对高的电压设置点(图2中的Setpoint1)处开始使蓄电池充电。用于电气鲁棒性的策略可以分为三个函数：低荷电状态的识别、减轻过程的和标记LowSOCFlag的管理(设置和重新设置)、以及用于使蓄电池充电的电压设置点的控制。

可以使用安装在终端凹洞中的传统蓄电池监控传感器，以便不断地监控蓄电池的荷电状态。传输至策略的估计的荷电状态可以通过用于低荷电状态的管理的函数与校准阈值相比较，以便激活或禁用减轻策略。

通过用于低荷电状态的识别的算法识别低荷电状态

作为可选方式，在此描述的最小电流供应管理策略可以连同不需要传统蓄电池监控传感器的算法实施，以便估计荷电状态。在从一个电压设置点至另一个的周期性或偶发转换以及从实施的相对高的电压设置点至相对低的电压设置点的相同转换期间，这种类型的算法监控用于机动车辆(有发电机)中的电流的源的输出变量以便提高能量转换效率水平，如上所述，其也可以用于估计荷电状态的目的。

这种类型以及优选为了这个目的的算法是用于低荷电状态的离散识别的算法，所述算法在没有使用传统蓄电池监控传感器的情况下或通过测量蓄电池电流估计蓄电池状态，使关于由算法输出的标记的蓄电池荷电状态的离散识别成为可能，并且所述标记指示荷电状态是否低于或高于校准的阈值。

如果用于低荷电状态的离散识别的这种类型的算法——也在以下称为离散算法——连同在此描述的最小电流供应管理策略实施，则如果传动系统的能量转换效率水平从高至低或如果一个操作模式中的恢复阶段以低能量转换效率水平终止，则发生从相对高的电压设置点至相对低的电压设置点的转换。在这种情况下，转换和荷电状态作为驾驶循环的函数偶发地检查。如果随着长时间期间的消逝不发生转换，则用于低荷电状态的离散识别的算法可以生成周期性电压降低，因为可以是假如车辆以在高速公路上的速度操作的情况。只要在上面部分“关于根据效率水平的操作模式的发电机的电压设置点的选择”并且在随后部分“用于低荷电状态和减轻管理的标记”中遵循指导方针并且电流源(发电机)不饱和，则没有必要经常监控荷电状态。

在校准时间期间，当从相对高的电压设置点至相对低的电压设置点的转换时，离散算法通过监控蓄电池电流来识别低荷电状态。该时间期间必须长以便蓄电池的等效转换模型的电容元件在蓄电池的荷电状态低于校准阈值的情况下完全地放电。用于荷电状态的这个阈值是相对低的电压设置点的函数，其通过用于具有低能量转换效率水平的操作模式的电压设置点代表。

在蓄电池的荷电状态超过校准阈值的情况下，蓄电池必须自身放电并且必须在校准监控时间期间不开始再充电，校准监控时间期间在电压设置点从相对高的电压设置点至相对低的电压设置点的转换处开始。当高于校准阈值时，为了能够识别荷电状态，因此在监控时间期间仅测量放电电流是可能的。这对应于标记LowSOCFlag设置为0的条件。否则，如果检测到蓄电池充电，则荷电状态识别为低于校准阈值并且标记LowSOCFlag设置为1。

图6a至6c说明在用于具有高于和低于校准阈值的荷电状态的蓄电池的监控时间期间的蓄电池端电压和蓄电池电流。图6a说明关于蓄电池端电压的示例，当电压设置点控制在对应于温度依赖补偿充电电压的值U_Z和对应于校准阈值SOC_Thresh的值U_Thresh之间时，蓄电池端电压变化。图6b说明用于具有高于校准阈值SOC_Thresh的荷电状态SOC的蓄电池的产生的蓄电池电流。图6c说明用于具有低于校准阈值SOC_Thresh的荷电状态SOC的蓄电池的产生的蓄电池电流。在监控时间期间的开始，蓄电池用通过蓄电池的等效转换模式的电阻元件和电容元件的值确定的电流自身放电。

通过霍尔效应传感器，可以直接测量蓄电池电流，或在发电机的输出电流或工作周期的帮助下间接监控蓄电池电流。由于蓄电池的内电阻基本上比发电机的内电阻小，在从相对高至相对低的电压设置点的转换之后，其供应所有负载直到空载电压等于低电压设置点。在这个时间点，发电机供应所有负载，因为所述发电机遵循负载。但是，如果发电机的输出电流是零，或如果其占空比在最小值，则可以假定蓄电池当前正在放电。以这种方式，通过描述发电机的输出电流的信号和在车辆中的CAN(控制器局域网络)总线上通常总是可用的信号间接监控蓄电池电流是可能的。

根据使用安装在终端凹洞中的传统蓄电池监控传感器是否识别出低荷电状态，可以实现用于低荷电状态的减轻的不同策略，并且直接估计荷电状态或用于低荷电状态的离散识别的算法是否使用，如上所述，所述算法间接监控蓄电池电流。

用于低荷电状态的减轻的策略的一部分是用于包括其重置条件的低荷电状态的标记(LowSOCFlag)的管理。用于低荷电状态的标记应该储存在非易失性存储器中，以便在一个以上的驾驶阶段期间，可以发生减轻。这样做的原因是旅行经常不持续足够长的时间使蓄电池充电。

在使具有足够的温度依赖电压的蓄电池充电中存在减轻，以便实现所有单元中的完全充电。如图1中所示，在低荷电状态的减轻期间，电压设置点不关于根据有效水平的传动系统的操作模式改变。相反，应用对应于在图2中称为Setpoint1的温度依赖Z曲线的相对高的电压设置点。如上面连同关于根据效率水平的操作模式的发电机的电压设置点的选择所描述的，对应于Setpoint1的Z曲线描述使用的温度依赖电压特征曲线，以便使用用于控制电流供应的传统策略使起动机蓄电池完全充电。它可以由蓄电池制造商或由车辆制造商定义。

用于低荷电状态的标记以及借助于传统蓄电池管理系统的减轻管理

如果使用安装在终端凹洞中的传统蓄电池监控传感器，可以设置标记LowSOCFlag，因为通过传感器估计的荷电状态与校准阈值LowSOCThresh相比较。可以消除条件“低荷电状态”，因为荷电状态与可以校准足够高于LowSOCThresh的第二阈值HighSOCThresh相比较，以便避免设置和非设置条件“低荷电状态”之间的摇摆。

图7说明在此描述的使用安装在终端凹洞中的传统蓄电池监控传感器的输出变量的最小电流供应管理策略的情况下的标记LowSOCFlag的管理。

如果激活标记LowSOCFlag并且发生减轻，则仅使用在图2中称为Setpoint1的相对高的温度依赖电压设置点。否则，如在上面部分“关于根据效率水平的操作模式的发电机的电压设置点的选择”中所描述的，可以使用相对低或较高的电压设置点，以便阻碍或促进使蓄电池充电的程序。

尤其，在发动机启动之后，连同图7执行关于LowSOCFlag是否等于1的检查(S1)，并且如果是，则执行关于荷电状态SOC是否高于HighSOCThresh(S2)的检查。如果否，则LowSOCFlag继续保持在1(S3)，并且程序返回至步骤S1。如果是，则LowSOCFlag设置为0(S4)，并且程序返回至步骤S1。如果步骤S1中否，则执行关于荷电状态SOC是否小于LowSOCThresh的检查(S5)。如果是，则LowSOCFlag继续保持在1(S6)并且程序返回至步骤S1。如果否，则LowSOCFlag设置为0(S7)，并且程序返回至步骤S1。

用于低荷电状态的标记以及借助于用于低荷电状态的离散识别的算法的减轻管理

如果使用上面进一步描述的用于低荷电状态的离散识别的算法以便监控蓄电池荷电状态，可以通过识别算法直接设置标记LowSOCFlag。在这种情况下，应用如在图2中称为Setpoint1的相对高的温度依赖电压设置点，直到通过减轻策略消除条件“低荷电状态”。

有两种用于消除条件“低荷电状态”的选项。连同在电压设置点的短期减少，可以周期性地应用用于低荷电状态的离散识别的算法。在从高至低的电压转换期间并且在从高至低的电压转换之后，可以使用算法以便确定荷电状态是否再次超过用于低荷电状态的校准阈值。如果使用用于减轻管理的这个策略，则使用以便消除条件“低荷电状态”的充电状态阈值，应该校准以相对高于阈值，使用该阈值以便识别低荷电状态以便避免在设置和非设置条件“低荷电状态”之间的摇摆并且提高鲁棒性。

可以连同低荷电状态的离散识别使用的优选减轻策略是执行具有相对高的温度依赖电压设置点的充电过程，并且事实上在长的校准时间期间EqChargePeriod这样做。如上面所描述的，通过在长的、预定义时间期间执行充电过程的减轻，也可以应用于具有传统蓄电池监控传感器的实施例。

用于低荷电状态的减轻的校准充电时间期间EqChargePeriod可以称为补偿充电时间期间，因为它应该足够长以便使蓄电池的所有单元均匀地充电至它们的容量的100％。补偿充电时间期间应该具有多个小时的值，并且将通常包含多个旅行。为了能够遵循已经花费于减轻的时间，由在管理策略应该储存在非易失性存储器中的情况下使用的时间测量充电时间期间EqChargeTime的值。

图8说明使用利用计时器管理充电时间期间的用于低荷电状态的减轻的策略的完整最小电流供应管理策略。假定使用上面描述的用于低荷电状态的离散识别的算法识别条件“低荷电状态”，并且假定用于低荷电状态的标记(LowSOCFlag)和补偿充电时间期间(EqChargeTime)最初设置为0。

图8中说明的最小电流供应管理策略结合用于提高能量转换效率水平的策略，同时该策略用于低荷电状态的减轻。

图8的流程图中用于低水平效率的标记LowEffFlag的条件和在燃料供应关闭的情况下描述减速的用于最高水平效率的标记DFSOFlag的条件，是通过图5中说明的用于根据效率水平的操作模式的识别的算法来确定。

在打开车辆点火开关以便启动内燃发动机之后，在图8的步骤S1中最初执行关于标记LowSOCFlag是否设置为1的检查。

如果否，则不需要减轻，并且使用用于提高能量转换效率的策略。为了这个目的，执行关于标记LowEffFlag是否激活的检查(S2)。如果是，则选择相对低的电压设置点Setpoint0(S3)。如果否，则执行关于标记DFSOFlag是否激活的检查(S4)。如果是，则选择非常高的电压设置点Setpoint2(S5)。如果否，则选择位于Setpoint0和Setpoint1之间的电压设置点Setpoint1(S6)。这相对于图4中说明的选择策略的结果。用选择的电压设置点操作发电机，以便实现最佳能量转换效率水平，程序在步骤S1继续。

在图8中的步骤S1指示标记LowSOCFlag未设置为1的情况下，主流时间点t设置为时间标志TimeStamp(S7)，并且选择用于补偿充电程序的相对高的电压设置点Setpoint1，用补偿充电程序操作发电机(S8)。随后执行关于自从步骤7之后已经流逝的时间(t–TimeStamp)加上补偿充电时间期间EqChargeTime是否大于补偿充电时间期间EqChargePeriod的检查(S9)。如果是，则标记LowSOCFlag设置为0(S10)，并且值EqChargeTime＝0且LowSOCFlag＝0储存在非易失性存储器中(S11)。如果否，则执行关于车辆点火开关是否关闭的检查(S11)。如果否，则在步骤S9重复检查。如果是，则值EqChargeTime＝t–TimeStamp储存在存储器中(S12)。

也就是说，为了减轻低荷电状态，在预先确定的时间期间EqChargePeriod内使用相对高的电压使蓄电池充电，并且即使旅行已经被打断，这也可继续。仅当减轻程序终止时，进一步地应用用于提高能量转换效率水平的策略，所述策略生成关于能量转换效率水平的最佳充电电压。

在图8中说明的策略的一种变体中，如果当前正在执行再生制动操作，也就是说，如果激活标记DFSOFlag，则在步骤S8作为可选方式选择相当高的电压设置点Setpoint2是可能的。然而，如果蓄电池几乎完全充电，则Setpoint2可能不太有利。

如果图8中说明策略用于没有再生制动系统的机动车辆，则仅省略步骤S5和S4，并且程序从步骤S2直接移动至步骤S6。

在由内燃发动机驱动的任何类型的机动车辆的情况下，可以执行在此描述的最小电流供应管理策略，以便提高燃料消耗并且减少污染物排放。应该沿着发动机控制策略的线执行使用以便确定发电机的电压设置点的效率水平操作模式的识别，发动机控制策略可以是在车辆的操作期间可发生的具有不同效率水平的操作模式。

Claims (8)

1.一种用于具有内燃发动机的机动车辆中的电流供应的管理的方法，其中检测可以向起动机、点火开关和照明装置至少提供电流的蓄电池的荷电状态并且将所述荷电状态描述为使用蓄电池监控传感器生成的指示主流荷电状态是否低于或高于校准阈值(LowSOCThresh)的离散变量(LowSOCFlag)，其中，

如果离散变量指示主流荷电状态低于校准阈值，则使用第一电压设置点(Setpoint1)在预先确定的时间期间内使蓄电池充电，其中所述第一电压设置点(Setpoint1)和预先确定的时间期间是补偿电荷电压和补偿电荷时间期间以便使蓄电池的所有单元均匀地和完全地充电，并且其中

如果离散变量指示主流荷电状态高于校准阈值，则依赖检测且描述为第一离散变量(LowEffFlag)的传动系统的主流能量转换效率水平，设置车辆中的发电机的不同温度依赖电压设置点(Setpoint0,Setpoint1,...)。

2.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，

用于使蓄电池完全充电的所述第一电压设置点(Setpoint1)是发电机的多个温度依赖电压设置点(Setpoint0,Setpoint1,...)中的一个，其中多个温度依赖电压设置点(Setpoint0,Setpoint1,...)包括第二电压设定点(Setpoint0)并且所述第一电压设置点(Setpoint1)比所述第二电压设定点(Setpoint0)高。

3.如权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

通过低荷电状态的离散识别的算法生成指示主流荷电状态是否低于或高于校准阈值(LowSOCThresh)的离散变量(LowSOCFlag)，在预先确定的时间期间，在从相对高的电压设置点至相对低的电压设置点的转换期间，所述算法通过监控蓄电池电流识别低荷电状态。

4.如权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

温度依赖电压设置点是蓄电池的温度的电压设置点的函数并且包含至少一个用于在传动系统的能量转换效率水平低的情况下的操作的函数，并且也包含在用于在传动系统的能量转换效率水平高的情况下的操作的函数。

5.如权利要求4所述的方法，

其特征在于，

温度依赖电压设置点另外包含用于作为再生制动操作的能量缓冲的蓄电池的操作的函数(Setpoint2)，其中不仅参考描述主流能量转换效率水平低或高的第一离散变量(LowEffFlag)而且参考描述由于没有燃料供应的车辆的减速的主流能量转换效率水平高的第二离散变量(DFSOFlag)，选择电压设置点。

6.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，

通过监控输入控制信号和传动系统的状态报告，并且参考加速踏板位置(APP)、车辆速度(VehSpeed)和发动机转速(EngSpeed)，传动系统的能量转换效率水平识别为低或高。

7.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，

指示主流荷电状态是否低于或高于校准阈值的离散变量(LowSOCFlag)以及已经流逝的蓄电池充电时间期间(EqChargeTime)储存在存储器中，在车辆已经关闭的情况下，离散变量(LowSOCFlag)和蓄电池充电时间期间(EqChargeTime)仍然保持在存储器中，并且如果车辆重新启动，则所述方法用储存的离散变量(LowSOCFlag)继续。

8.一种用于具有内燃发动机的机动车辆中的电流供应的管理的装置，

其特征在于，

装置具体化以便实施根据上述权利要求中任一项的方法。