CN106560339B - 用于运行机动车的方法以及相应的机动车 - Google Patents

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Abstract

一种用于运行具有电驱动装置的机动车的方法，在驱动运行模式中将驱动装置的电机作为马达运行，在再生运行模式中将电机作为发电机运行，在充电运行模式中以在外部提供的电能给储能器充电，直至达到预先给定的预期荷电状态。在实施再生运行模式时，查明在其中行驶的再生行驶路程及再生能量并作为行驶路程数据存储在行驶路程存储器中和/或传送给外部数据存储装置，并在切换为充电运行模式时或在其中预测性地查明机动车的可能的行驶路程，针对其从行驶路程存储器读出和/或由外部数据存储装置调用行驶路程数据，将预期荷电状态设定为一个值，其由储能器的最大荷电状态和在行驶路程数据中存储的再生能量求得。一种具有电驱动装置的机动车。

Description

用于运行机动车的方法以及相应的机动车
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的方法，所述机动车具有电驱动装置，其中，在驱动运行模式中将驱动装置的电机作为马达运行，其中，借助由储能器获取的电能来提供用于机动车加速的转矩；其中，在再生运行模式中将电机作为发电机运行，其中，提供用于机动车减速的转矩，并且将在此产生的电能暂存在储能器中；并且其中，在充电运行模式中以在外部提供的电能给储能器充电，直至达到预先给定的预期荷电状态。此外本发明涉及一种具有电驱动装置的机动车。
背景技术
这种驱动装置用于驱动机动车、即用于提供针对驱动机动车的转矩。在此，转矩可以用于机动车加速或减速，其中，在第一种情况下机动车沿其向前行驶方向正向纵向加速，并且在后一种情况下沿向前行驶方向负向纵向加速。电驱动装置可以例如以纯电的方式提供转矩、即仅借助电机或者说电动机提供转矩。机动车在这种情况下可以设计成电动车辆。
除了电机之外，驱动装置当然还可以具有另一个优选与电机不同类型的驱动设备。例如另一个驱动设备设计成内燃机。相应地，驱动装置设计成混合动力驱动装置、特别是插电式混合动力驱动装置。
驱动装置或机动车能以不同的运行模式运行。例如可以是驱动运行模式、再生运行模式和充电运行模式。在驱动运行模式中将电机作为马达运行，并且提供用于机动车加速的转矩或者说由电机产生该转矩。上述情况例如借助由储能器获取的能量、特别是仅借助储能器获取的能量来实现。另选地，当然能以其它方式和方法、例如借助其它驱动设备、即优选内燃机来提供或者说产生用于运行电机的电能。
而在再生运行模式中使用电机为储能器充电。为此，将电机作为发电机运行并且提供或者说产生用于机动车减速的转矩。就此而言，在再生运行模式中将机动车的动能转换成电能，并且以该电能给储能器充电。
有时候可能需要，以在外部提供的电能给储能器充电。上述情况设置在充电运行模式中。例如充电运行模式在机动车停车期间被实施，例如在固定的充电装置处。给储能器充电直至达到预先给定的预期荷电状态。相应地实施充电运行模式，直至满足这种条件。预期荷电状态例如可以是储能器的最大荷电状态，其中，储能器被最大地充电。最大荷电状态例如由储能器或机动车的制造商预先给定。此外在最大荷电状态中可以考虑储能器的老化，其中，例如最大荷电状态随着储能器的日益加重的老化而降低。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于运行机动车的方法，该方法相对于已知方法具有下述优点：特别是能有效地使用电机以及在储能器中暂存的电能。
所述目的根据本发明通过用于运行机动车的方法来实现。所述机动车具有电驱动装置，其中，在驱动运行模式中将驱动装置的电机作为马达运行，其中，借助由储能器获取的电能来提供用于机动车加速的转矩，其中，在再生运行模式中将电机作为发电机运行，其中，提供用于机动车减速的转矩，并且将在此产生的电能暂存在储能器中，并且其中，在充电运行模式中以在外部提供的电能给储能器充电，直至达到预先给定的预期荷电状态。在此规定，在实施再生运行模式时，查明在再生运行模式中行驶的再生行驶路程以及与此有关的再生能量并且作为行驶路程数据存储在行驶路程存储器中和/或传送给外部数据存储装置，并且在切换为充电运行模式时或在充电运行模式中预测性地查明机动车的可能的行驶路程，并且针对所述可能的行驶路程，从行驶路程存储器读出和/或由外部数据存储装置调用行驶路程数据，其中，将预期荷电状态设定为一个值，所述值由储能器的最大荷电状态和在行驶路程数据中存储的再生能量求得。
即在实施再生运行模式时规定，查明在相应再生运行模式中存储的再生行驶路程、优选至少其起始点以及终点和在再生行驶路程上产生的再生能量并且以行驶路程数据的形式进行存储。优选地，这种方式在每次实施再生运行模式时、即在机动车每次减速时借助作为发电机运行的电机来设置。再生行驶路程优选可以理解成机动车的在再生运行模式中存储的行驶路程的地理走向。
就此而言，再生行驶路程包括再生行驶路程的地理位置信息、例如地理起始点以及地理终点。附加地，可以确定在起始点和终点之间的其它地理中间点，以便以较高的精度掌握再生行驶路程的走向。再生行驶路程的确定原则上能以任意方式和方法实现。特别优选地使用机动车的导航装置的位置数据。例如规定，借助卫星支持的定位装置来查明再生行驶路程。
再生能量可以理解成直接借助作为发电机运行的电机产生的能量。然而优选地，再生能量描述了下述能量：该能量在暂存再生运行模式中借助电机产生的能量之后用于例如在驱动运行模式中运行作为马达的电机。相应地，再生能量可以考虑电机和/或储能器的效率。如果考虑电机的效率，则可以仅考虑作为发电机运行的电机的效率、仅考虑作为驱动装置运行的电机的效率、或者考虑作为发电机运行的电机和作为马达运行的电机的效率。当然还可以另选地或附加地考虑储能器的效率。
在再生运行模式中行驶的再生行驶路程以及与此相关的再生能量以行驶路程数据的形式存储在行驶路程存储器中和/或传送给外部数据存储装置并且在那里存储。行驶路程存储器被设置在机动车的车载设备(Bord)上，而外部数据存储装置例如是固定式的数据存储装置和/或其它机动车的行驶路程存储器。通常通过缆线连接的连接部将行驶路程数据存储在行驶路程存储器中，而优选通过无线连接、特别是无线电通信将行驶路程数据传输给外部数据存储装置。例如机动车的导航装置被用作行驶路程存储器，从而行驶路程数据与导航装置的导航数据一起存储或嵌入其中。
如前所述，在充电运行模式中以在外部提供的电能给储能器充电，直至达到预先给定的预期荷电状态。为了尽可能有效地利用在再生运行模式中产生的电能以及储能器，在切换为充电运行模式时或在充电运行模式中应预测性地查明机动车的可能的行驶路程。机动车的可能的行驶路程描述了下述行驶路程：机动车可能在充电运行模式之后、特别是紧随其后的机动车行驶运行期间走完该行驶路程。可能的行驶路程的查明原则上能以任意方式和方法实现。
现在从行驶路程存储器读出和/或由外部数据存储装置调用用于可能的行驶路程的行驶路程数据，只要存在。如果针对可能的行驶路程或者可能的行驶路程的部分区域已经存在行驶路程数据，则读出或调用该行驶路程数据。读出或调用行驶路程数据在此可以限定为以下这种行驶路程数据：该行驶路程数据被限定为首先处于可能的行驶路程上的再生行驶路程。附加地或另选地，可以限定为这种行驶路程数据，该行驶路程数据在预先给定的距离内处于可能的行驶路程上。然而还可以规定，针对所有处于可能的行驶路程上的再生行驶路程读出或调用行驶路程数据。
现在规定，将预期荷电状态设定为一个值，所述值由储能器的最大荷电状态和在行驶路程数据中存储的再生能量求得。例如预期荷电状态相应于最大荷电状态减去存储的再生能量。以这种方式和方法可以确保，储能器在再生运行模式期间或者至少只有在再生运行模式的末端才达到最大荷电状态。相应地，在再生运行模式期间产生的能量可以被完全暂存在储能器中。
上述情况一方面关于驱动装置且因此机动车的能效是有意义的。另一方面在纯电驱动装置的情况下，机动车在再生运行模式中不能再仅借助电机减速。更确切地说需要使用机动车的附加的行车制动器。行车制动器在这种情况下被过度使用，因为不能进行马达制动。此外，机动车驾驶员通常必须不同地、特别是更强力地操纵制动踏板，以便在完全充满的储能器时与在仅部分充电的储能器时相比获得相同的制动作用。
在混合驱动装置中在完全充满储能器时必须耦联其它驱动设备、例如内燃机，以便此外产生用于机动车减速的转矩。然而运行其它驱动设备对于机动车驾驶员来说是不可想象的，因为驾驶员在再生运行模式期间通常不操纵加速踏板，而是仅操纵制动踏板。即无论如何对于机动车驾驶员来说都存在一定的舒适性丧失。这种舒适性丧失可以利用所述方法来避免。
在本发明的另一种设计方案中规定，为了预测性地查明可能的行驶路程，制订机动车的行驶路程档案和/或使用机动车驾驶员的日历数据。如前所述，预测性地查明原则上能以任意方式实现。然而例如制订机动车的行驶路程档案且由其查明可能的行驶路程。附加地或另选地，可以使用驾驶员的日历数据，该日历数据例如存储在驾驶员的移动设备、例如移动电话等中。
在本发明的另一种优选设计方案中规定，由第一预先给定荷电状态和/或第二预先给定荷电状态来查明预期荷电状态，其中，在第二预先给定荷电状态大于第一预先给定荷电状态时将预期荷电状态设定为等于第二预先给定荷电状态；在第二预先给定荷电状态小于第一预先给定荷电状态时将预期荷电状态设定为等于第一预先给定荷电状态。就此而言，第一预先给定荷电状态为用于储能器的最小荷电状态，储能器在充电运行模式期间应至少被充电至该最小荷电状态。而第二预先给定荷电状态向上限定了储能器的在充电运行模式期间达到的荷电状态。
然而在此第一预先给定荷电状态优先，从而预期荷电状态在下述情况下被设定为该第一预先给定荷电状态：第二预先给定荷电状态应小于第一预先给定荷电状态。相反，如果第二预先给定荷电状态大于第一预先给定荷电状态，则可以向上限定预期荷电状态，并且预期荷电状态相应地被设定为等于第二预先给定荷电状态。
本发明的一种改进方案提出，第一预先给定荷电状态相应于为了达到在行驶路程数据中存储的再生行驶路程所需要的能量。例如如果充电运行模式与在机动车的可能的行驶路程上的再生行驶路程间隔开，则必须确保，机动车在充电运行模式之后的行驶运行期间可以达到该再生行驶路程。为此目的，相应地设定第一预先给定荷电状态。
在本发明的另一种实施方式的范围内规定，将第二预先给定荷电状态设定为最大荷电状态减去再生能量。前面已经指出最大荷电状态或其测定。第二预先给定荷电状态现在应相应于最大荷电状态减去再生能量，从而确保了，储能器只有在再生行驶路程的末端才完全充满。
本发明的另一种设计方案提出，针对第二预先给定荷电状态加上为了达到在行驶路程数据中存储的再生行驶路程所需要的能量。前述方法——其中第二预先给定荷电状态被设定为最大荷电状态减去再生能量——尤其在下述情况下是有意义的：充电运行模式在再生行驶路程开始前不久或在再生行驶路程开始时实施。然而如果机动车在实施充电运行模式期间远离再生行驶路程，则有意义的是为储能器充电至如此程度，使得该储能器在再生行驶路程的起始点处仅部分地充电并且在再生行驶路程的终点处再次完全充满。为此考虑为了达到再生行驶路程所需要的能量。当然下述情况是有利的：将第一预先给定荷电状态和/或第二预先给定荷电状态限定为最大荷电状态。
本发明的另一种实施方式提出，在可能的行驶路程上存在多段再生行驶路程时，仅考虑多段再生行驶路程的第一段再生行驶路程或多段再生行驶路程的与最大再生能量一起存储的再生行驶路程。即如果在可能的行驶路程上存在多段再生行驶路程，则从其中作出一个有利的选择。当然另选地还可以考虑所有在可能的行驶路程上的再生行驶路程。
在本发明的另一种实施方式的范围内规定，在可能的行驶路程上存在多段再生行驶路程时以下述方式选择第二预先给定荷电状态：针对多段再生行驶路程，储能器的在再生行驶路程中的每段之后存在的荷电状态足以用于达到随后的相应再生行驶路程。上述情况特别是被设置用于所有在可能的行驶路程上的再生行驶路程。然而在此要注意，第二预先给定荷电状态优选向上被限定为最大荷电状态，即不能超过该最大荷电状态。
最后在本发明的另一种实施方式中规定，行驶路程数据由外部数据存储装置提供给至少一辆另外的机动车。就此而言，不仅机动车本身而且至少一辆另外的机动车都可以使用行驶路程数据，该行驶路程数据被存储在外部数据存储装置中。对此前面已经指出，外部数据存储装置可以是固定数据存储装置或者另选地是至少一辆另外的机动车的行驶路程存储器。
此外本发明涉及一种特别是用于实施前述方法的具有电驱动装置的机动车，其中，在驱动运行模式中驱动装置的电机被作为马达运行，其中，借助由储能器获取的电能来提供用于机动车加速的转矩；其中，在再生运行模式中电机被作为发电机运行，其中，提供用于机动车减速的转矩，并且在此产生的电能被暂存在储能器中；并且其中，在充电运行模式中储能器被以在外部提供的电能充电，直至达到预先给定的预期荷电状态。
在此规定，机动车被设计成用于，在实施再生运行模式时，查明在再生运行模式中行驶的再生行驶路程以及与此有关的再生能量并且作为行驶路程数据存储在行驶路程存储器中和/或传送给外部数据存储装置，以及在切换为充电运行模式时或在充电运行模式中预测性地查明机动车的可能的行驶路程，并且针对所述可能的行驶路程，从行驶路程存储器读出和/或由外部数据存储装置调用行驶路程数据，其中，预期荷电状态被设定为一个值，所述值由储能器的最大荷电状态和在行驶路程数据中存储的再生能量求得。
已经指出机动车的这种方式或者说这种设计方案的优点。不仅所述机动车而且所述方法都能根据前述实施方式改进，从而就此而言可参照前述实施方式。
本发明当然同样涉及一种用于运行机动车队的方法，该机动车队包括多辆机动车。机动车中的每一辆在此根据前述实施方式设计或者说根据前述实施方式运行。机动车队的所有机动车在实施再生运行模式期间将在其中行驶的再生行驶路程以及与此相关的再生能量传输给外部数据存储装置和/或机动车队的所有其它机动车。相应地，机动车队的所有机动车可以使用其它机动车的行驶路程数据，从而能以能量特别有效的方式运行机动车队。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例详细阐述本发明，而没有对本发明构成限制。
在此唯一附图示出了两个图表，其中，在第一个图表中示出了机动车的行驶路程的高度曲线并且在第二图表中示出了机动车的驱动装置的储能器的荷电状态。
具体实施方式
附图在上部第一图表中示出了机动车的行驶路程的高度曲线。相应地，在行驶路程s上绘出了针对高度h的纯示例性曲线。而在下部第二图表中，在行驶路程s上绘出了荷电状态(SOC:state of charge)。
机动车具有带有电机的电驱动装置。借助电机例如可以提供转矩，该转矩用于机动车的加速或减速。特别是规定，在驱动运行模式中将电机作为马达运行，其中，借助由储能器获取的电能来提供用于机动车加速的转矩。而在再生运行模式中将电机作为发电机运行，其中，提供用于机动车减速的转矩并且将在此产生的电能暂存在储能器中。最后在充电运行模式中能够以在外部提供的电能给储能器充电，直至达到预先给定的预期荷电状态。
可以看出，机动车在示例性的行驶路程上在位置s0之前上坡。在此，储能器的荷电状态降低，直至在点s0中达到荷电状态SOC0。纯示例性地，行驶路程的最大高度h处于位置s0处。在位置s0处应实施充电运行模式，以便以在外部提供的电能给储能器充电。在此例如可以规定，使用100％的预期荷电状态。因为行驶路程在位置s0之后向下倾斜，即高度h随着向前的行驶路程s变小，所以有利的是：在再生运行模式中运行驱动装置，以便禁止机动车速度增加超过规定的速度，也就是使机动车制动或减速。
因为在再生运行模式中将电机作为发电机运行并且相应地产生电能，所以再生运行模式在充满的储能器中不能实施，因为荷电状态为此一定会被提高超过相应于100％的荷电状态的最大荷电状态。上述情况纯示例性地通过曲线1示出。因此优选规定，将用于实施充电运行模式的预期荷电状态设定为一个值，该值考虑机动车的随后的行驶路程。针对在此示出的实例情况，将荷电状态SOC1应用为预期荷电状态是合理的。如果从这种荷电状态开始机动车沿着行驶路程s的行驶在再生运行模式中继续，则在行驶路程的末端或行驶路程的向下倾斜的部分路程的末端——其处于点s1处，储能器被完全充满。在点s1之后，行驶路程例如是近似平坦的，从而驱动装置在那里在驱动运行模式中运行。相应地，从储能器获取电能，从而其荷电状态降低。
上述情况例如通过下述方式转换：在实施再生运行模式时，查明在再生运行模式中行驶的再生行驶路程以及与此有关的再生能量，并且作为行驶路程数据存储在行驶路程存储器中，和/或传送给外部数据存储装置。在机动车行驶期间就此而言进行检测，是否针对一部分行驶路程实施再生运行模式。这个部分路程相应于再生行驶路程，其被与在再生行驶路程上产生的再生能量一起以行驶路程数据的形式存储或传输。
如果现在切换为充电运行模式，则预测性地查明机动车的可能的行驶路程。针对这种可能的行驶路程，从行驶路程存储器读出和/或由外部数据存储装置调用行驶路程数据。如果针对可能的行驶路程已经存在行驶路程数据，例如因为该行驶路程数据或者已经被存储在行驶路程存储器中或由数据存储装置预先获得，从而用于实施充电运行模式的预期荷电状态被设定为一个值，该值由储能器的最大荷电状态和存储在行驶路程数据中的再生能量求得。
以这种方式和方法，针对可能的行驶路程能够在以在外部提供的电能给储能器充电时考虑在其上产生的再生能量。上述情况一方面具有下述优点：减少在充电运行模式中需要的在外部提供的电能，从而机动车驾驶员需要的费用更少。此外，在充电运行模式之后实施再生运行模式期间还能可靠地提供用于机动车减速的转矩。这一点不会是这种情况：储能器已经达到其最大荷电状态。然而至少一定会动用其它设备、例如机动车的行车制动器。
原则上无关紧要的是，以哪种方式和方法获得行驶路程数据。特别优选地，该行驶路程数据由一辆机动车或多辆机动车在分别实施行驶运行期间检测和存储，即在行驶路程存储器和/或外部数据存储装置中。然后，行驶路程数据可以由外部数据存储装置提供给至少一辆另外的机动车或多辆机动车。因此特别是在机动车队的情况下能以能量特别有效的且舒适的方式运行机动车。

Claims (10)

1.一种用于运行机动车的方法，所述机动车具有电驱动装置，其中，
-在驱动运行模式中将驱动装置的电机作为马达运行，其中，借助由储能器获取的电能来提供用于机动车加速的转矩，其中，
-在再生运行模式中将电机作为发电机运行，其中，提供用于机动车减速的转矩，并且将在此产生的电能暂存在储能器中，并且其中，
-在充电运行模式中以在外部提供的电能给储能器充电，直至达到预先给定的预期荷电状态，
其特征在于，
-在实施再生运行模式时，查明在再生运行模式中行驶的再生行驶路程以及与此有关的再生能量并且作为行驶路程数据存储在行驶路程存储器中和/或传送给外部数据存储装置，并且
-在切换为充电运行模式时或在充电运行模式中预测性地查明机动车的可能的行驶路程，并且针对所述可能的行驶路程，从行驶路程存储器读出和/或由外部数据存储装置调用行驶路程数据，其中，
-将预期荷电状态设定为一个值，所述值由储能器的最大荷电状态和在行驶路程数据中存储的再生能量求得。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了预测性地查明可能的行驶路程，制订机动车的行驶路程档案和/或使用机动车驾驶员的日历数据。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由第一预先给定荷电状态和/或第二预先给定荷电状态来查明预期荷电状态，其中，在第二预先给定荷电状态大于第一预先给定荷电状态时将预期荷电状态设定为等于第二预先给定荷电状态；在第二预先给定荷电状态小于第一预先给定荷电状态时将预期荷电状态设定为等于第一预先给定荷电状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一预先给定荷电状态相应于为了达到在行驶路程数据中存储的再生行驶路程所需要的能量。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将第二预先给定荷电状态设定为最大荷电状态减去再生能量。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对第二预先给定荷电状态加上为了达到在行驶路程数据中存储的再生行驶路程所需要的能量。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在可能的行驶路程上存在多段再生行驶路程时，仅考虑多段再生行驶路程的第一段再生行驶路程或多段再生行驶路程的与最大再生能量一起存储的再生行驶路程。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在可能的行驶路程上存在多段再生行驶路程时以下述方式选择第二预先给定荷电状态：针对多段再生行驶路程，储能器的在再生行驶路程中的每段之后存在的荷电状态足以用于达到随后的相应再生行驶路程。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，行驶路程数据由外部数据存储装置提供给至少一辆另外的机动车。
10.一种用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的机动车，所述机动车具有电驱动装置，其中，
-在驱动运行模式中驱动装置的电机被作为马达运行，其中，借助由储能器获取的电能来提供用于机动车加速的转矩，其中，
-在再生运行模式中电机被作为发电机运行，其中，提供用于机动车减速的转矩，并且在此产生的电能被暂存在储能器中，并且其中，
-在充电运行模式中储能器被以在外部提供的电能充电，直至达到预先给定的预期荷电状态，
其特征在于，机动车被设计成用于，
-在实施再生运行模式时，查明在再生运行模式中行驶的再生行驶路程以及与此有关的再生能量并且作为行驶路程数据存储在行驶路程存储器中和/或传送给外部数据存储装置，以及
-在切换为充电运行模式时或在充电运行模式中预测性地查明机动车的可能的行驶路程，并且针对所述可能的行驶路程，从行驶路程存储器读出和/或由外部数据存储装置调用行驶路程数据，
-其中，预期荷电状态被设定为一个值，所述值由储能器的最大荷电状态和在行驶路程数据中存储的再生能量求得。
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