CN110562236A - 用于操作混合动力传动系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开用于操作混合动力传动系统的方法，并提出了一种用于操作混合动力传动系统(20)以驱动机动车辆(30)的多个车轮(23、24)的方法，该混合动力传动系统(20)包括内燃发动机(21)和至少一个电机(32、33、34)。当存在表征机动车辆(30)的滚动状态的至少一个条件时，内燃发动机借助于电子离合器(26)与多个车轮(23)解耦，并且电机(32、33、34)耦合到多个车轮(23、24)。

Description

用于操作混合动力传动系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于操作混合动力传动系统的方法。本发明还涉及一种混合动力传动系统、一种机动车辆、一种计算机程序产品和一种计算机可读数据载体。
背景技术
关于机动车辆的操作，使燃料消耗最小化是普遍关注的。特别是在混合驱动和自主驱动方面，燃料经济性具有特别重要的意义，同时也带来了挑战。
关于自动变速器，例如在WO2017/216437A1中描述的，当满足某些工况时，离合器自动断开或脱离，并且因此车辆有时处于滚动(rolling)状态。
发明内容
本发明的目的是使机动车辆的滚动状态与混合驱动系统结合使用，以改善燃料经济性。
该目的通过根据权利要求1的用于操作混合动力传动系统的方法、根据权利要求11的混合动力传动系统、根据权利要求15的机动车辆、根据权利要求16的计算机程序产品和根据权利要求17的计算机可读数据载体来实现。从属权利要求包含本发明的进一步的有利实施例。
根据本发明的用于操作混合动力传动系统以驱动机动车辆的多个车轮的方法涉及包括内燃发动机和至少一个电机的混合动力传动系统。电机可以是电动马达和/或发电机的形式。在根据本发明的方法的范围内，当存在表征机动车辆的滚动状态(也称为滑行)的至少一个条件时，内燃发动机借助于电子离合器与多个车轮解耦，并且电机与多个车轮耦合。电机可以在内燃发动机的解耦期间已经耦合到多个车轮，或者可以与内燃发动机的解耦同时耦合到多个车轮，或者可以在内燃发动机的解耦之后耦合到多个车轮。
根据本发明的方法的优点在于其允许经济地使用机动车辆的滚动状态。这降低了燃料消耗并提高了机动车辆的效率。例如，电机可以用于在滚动期间对电池充电。此外，从车辆安全的角度来看，电机在滚动过程期间的耦合是有利的，因为电机可以用于速度调节。
在有利的变型中，在巡航控制模式下执行根据本发明的方法。在这一点上，可以在滚动状态下使用电机以高效的方式保持期望车辆速度。
表征机动车辆的滚动状态的至少一个条件可以包括不存在加速请求，特别是用户不操作或释放加速踏板(例如，油门踏板)。附加地或可替代地，条件可以包括机动车辆的速度在限定的最小速度以上(例如在5km/h以上或在接近0km/h的另一速度以上)，和/或机动车辆的速度在限定的最大速度以下(例如在50km/h以下)。对于所述条件附加地或替代地，表征机动车辆的滚动状态的至少一个条件可以包括存在制动请求，例如由用户操作制动器踏板。所述条件单独地或以彼此不同的组合表征机动车辆处于滚动状态，在该滚动状态中，通过应用根据本发明的方法可以减少内燃发动机的燃料消耗，并且可以减少或避免由于例如摩擦或泵送过程而导致的与内燃发动机的操作相关的损失。
在根据本发明的方法的环境内，内燃发动机优选地被关闭或在怠速模式下操作。可替代地，内燃发动机可以保持打开并且用于对电池(例如用于电动马达的电池)充电。在这种情况下，内燃发动机上的负载可以增加。这具有的优点是，可以高效地利用机动车辆的滚动状态来对电池充电，从而提高机动车辆的整体效率。在这两种情况下，内燃发动机借助于电子离合器与多个车轮解耦，并且电机与多个车轮耦合。
在另一个变型中，内燃发动机可以交替地打开和关闭达限定时段。这种“开关”操作或“开关”模式有助于减少燃料消耗并提高机动车辆的成本效益。
在优选的变型中，打开巡航控制模式。然后，检查是否满足用于将内燃发动机与车轮解耦的第一多个限定条件。进一步检查是否满足用于在开关模式下操作内燃发动机的第二多个限定条件。估算在开关操作期间的燃料消耗。即，确定假想消耗。还确定当前燃料消耗。如果当前燃料消耗高于开关操作期间估算的燃料消耗并且满足第一多个条件和第二多个条件，则在开关模式下操作动力传动系统。在这种情况下，当内燃发动机关闭时，借助于电机进行驱动。第一多个限定条件可以包括例如不存在(例如，来自用户的)制动或加速请求的条件。第二多个限定条件可以包括例如电池的荷电状态在限定阈值以上的条件。
动力传动系统可以包括连接到电机的电池。如果电池荷电状态在限定的最小荷电状态以上，则位于内燃发动机和电机之间的电子离合器可以断开或脱离。内燃发动机可以关闭，并且可以借助于电机进行驱动。在另一个变型中，如果电池荷电状态在限定的荷电状态以下，则内燃发动机和电机之间的电子离合器可以闭合或接合。可以增加内燃发动机上的负载，并且可以借助于电机对电池充电。
在另一个变型中，可以在巡航控制模式中操作动力传动系统，该巡航控制模式设计用于速度控制和/或发动机转速控制，特别是用于自适应速度控制和/或发动机转速控制，和/或用于距离调节和/或用于执行自主驾驶模式。因此，有可能应用根据本发明的方法以在不同的驾驶员辅助功能的环境下提高效率。特别地，可以限定请求目标速度值，并且如果机动车辆距前一车辆的距离低于目标距离，则目标速度值可以被限定低于请求目标速度值。
根据本发明的混合动力传动系统包括内燃发动机和至少一个电机。混合动力传动系统被设计成执行如上所述的根据本发明的方法。根据本发明的混合动力传动系统具有与根据本发明的上述方法相同的特征、特性和优点。
在有利的变型中，混合动力传动系统包括变速器。混合动力传动系统可以被设计为并行混合动力传动系统。在这种情况下，电机可以布置在位置P2、P3或P4处。标号P2、P3和P4指示电机在动力传动系统中的位置。在这种情况下，P代表并行，并且数字指示电机安装在动力传动系统中的方位。在P2布置的情况下，电机位于内燃发动机和变速器之间，离合器位于内燃发动机和电机之间。在P3布置的情况下，电机位于变速器输出端。在P4布置的情况下，电机和内燃发动机作用在不同的轮轴上。
在P2布置的情况下，可以设置两个电子离合器，第一电子离合器位于内燃发动机和电机之间，并且第二电子离合器位于电机和变速器之间。
在另一个变型中，混合动力传动系统可以被设计为全混合动力传动系统。混合动力传动系统还可以包括行星变速器。本文结合根据本发明的混合动力传动系统提及的设计变型和实施例也可以结合根据本发明的上述方法应用。
根据本发明的机动车辆包括根据本发明的上述混合动力传动系统。其具有与根据本发明的上述方法和根据本发明的上述混合动力传动系统相同的特征和优点。该机动车辆可以是汽车、卡车或摩托车。
根据本发明的计算机程序产品包括命令，当该程序由计算机执行时，该命令提示所述计算机执行根据本发明的上述方法。根据本发明的计算机程序产品存储在根据本发明的计算机可读数据载体上。根据本发明的计算机程序产品和计算机可读数据载体具有已经在上文提及的优点。
下面将参考附图使用示例性实施例更详细地解释本发明。尽管使用优选示例性实施例更详细地图示说明和描述本发明，但本发明不受所公开的示例的限制，并且在不脱离本发明的保护范围的情况下，本领域技术人员可以由此导出其他变化。
附图说明
图1以流程图的形式示意性地示出根据本发明的方法的设计变型。
图2以流程图的形式示意性地示出对图1进行补充的根据本发明的方法的设计变型。
图3示意性地示出用于图示说明开关模式的图示。
图4示意性地示出根据本发明的混合动力传动系统。
图5示意性地示出根据本发明的机动车辆。
具体实施方式
图1和图2以流程图的形式示出根据本发明的方法的设计变型。在步骤1中，打开巡航控制模式。在步骤2中，检查是否满足用于将内燃发动机与车轮解耦的限定条件，以及是否满足用于在开关模式下操作内燃发动机的限定条件。
如果不满足所述条件，则该方法返回。如果在步骤2中满足所述先决条件，即，如果满足所有检查的条件，则在步骤3中估算开关操作期间的燃料消耗，即，确定假想燃料消耗。还确定当前燃料消耗并将其与估算的燃料消耗进行比较。如果当前燃料消耗高于估算的开关操作期间的燃料消耗，则该方法进入步骤4。如果当前燃料消耗不高于步骤3中估算的燃料消耗，则该方法返回步骤2。步骤2和步骤3也可以以不同的顺序执行或彼此并行地执行。
在步骤4中，首先输出用于替代转换到开关模式的请求。在开关模式下，当内燃发动机关闭时，借助于电机进行驱动。
在图2中，在步骤5中启动开关模式。在步骤6中，检查电池的荷电状态是否在限定的最小荷电状态以上(SOC>SOCmin)。如果是这样，则在步骤7中，位于内燃发动机和电机之间的电子离合器被断开或脱离，内燃发动机被关闭，并且借助于电机提供驱动。如果电池荷电状态不在限定的最小荷电状态以上，特别是，如果在步骤6中电池荷电状态在限定的最小荷电状态以下，则在步骤8中，位于内燃发动机和电机之间的电子离合器闭合或接合，增加内燃发动机上的负载，并且借助于电机对电池充电。在步骤7和步骤8之后，在步骤6处继续该方法。
图3图示说明开关模式。图3示出具有在x轴上的时间t和在y轴上内燃发动机的燃料消耗a的图。该图涉及限定目标速度值下的巡航控制模式状态。水平线10指示在仅内燃发动机操作时的扭矩要求或扭矩要求所需的燃料消耗。区域11指示内燃发动机关闭并且由电机驱动机动车辆的部分或间隔。部分12指示内燃发动机打开并且电机再生(即，用作对电池充电的发电机)的部分或间隔。如图3所示，内燃发动机交替地打开和关闭达限定时间段或时间间隔。以此方式，在满足扭矩要求并且以限定目标速度值操作机动车辆的同时降低燃料消耗。
图4示出了根据本发明的混合动力传动系统的不同设计变型。混合动力传动系统20包括内燃发动机21、变速器22和多个车轮23、24。其还包括至少一个电机32、33、34和电池25。电机32、33、34可以布置在不同的位置。图4示出变型P2、P3和P4；在每种情况下只能存在所示的变型中的一种。
在P2布置中，电机32位于内燃发动机21和变速器22之间。在这种情况下，第一电子离合器26位于电机32和内燃发动机之间，并且第二电子离合器27位于电机32和变速器22之间。在P3布置中，电机33位于变速器22的输出端。在该变型中，可以省略电子离合器26和27以及电机32。
在P4实施例中，存在具有多个车轮24的另一轮轴。在该变型中，电机34作用在该轮轴上，即作用在与内燃发动机21作用的轮轴不同的轮轴上。在该变型中，可以省略离合器26和27以及电机32和33。电机32、33和34连接到电池25。电机可以由电池25供应电流，但也可以对电池25充电。原则上，根据本发明的混合动力传动系统20中存在所示电机32、33或34中的至少一个。
图5示意性地示出根据本发明的机动车辆30。根据本发明的机动车辆包括根据本发明的混合动力传动系统20。
附图标记列表
1.打开巡航控制模式
2.是否满足用于将内燃发动机与车轮解耦的限定条件，以及是否满足用于在开关模式下操作内燃发动机的限定条件？
3.在开关操作期间的燃料消耗小于当前燃料消耗？
4.转换到开关模式的请求
5.启动开关模式
6.电池的荷电状态在限定的最小荷电状态以上(SOC>SOCmin)？
7.关闭内燃发动机并借助于电机进行驱动
8.增加内燃发动机上的负载并且借助于电机对电池充电
10.请求扭矩的燃料消耗
11.内燃发动机关闭，由电机进行驱动
12.内燃发动机打开，电机再生
20.混合动力传动系统
21.内燃发动机
22.变速器
23.车轮
24.车轮
25.电池
26.离合器
27.离合器
30.机动车辆
32.电机
33.电机
34.电机
a.燃料消耗
t.时间

Claims (17)

1.一种用于操作混合动力传动系统(20)以驱动机动车辆(30)的多个车轮(23、24)的方法，所述混合动力传动系统(20)包括内燃发动机(21)和至少一个电机(32、33、34)，其中，
当存在表征所述机动车辆(30)的滚动状态的至少一个条件时，所述内燃发动机借助于电子离合器(26)与所述多个车轮(23)解耦，并且所述电机(32、33、34)耦合到所述多个车轮(23、24)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述方法在巡航控制模式下执行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
表征所述机动车辆(30)的滚动状态的所述至少一个条件包括不存在加速请求和/或所述机动车辆的速度在限定的最小速度以上和/或所述机动车辆的速度在限定的最大速度以下和/或存在制动请求。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，
所述内燃发动机(21)关闭或在怠速模式下运转，或者所述内燃发动机(21)打开并用于对电池(25)充电。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，
所述内燃发动机(21)交替地打开和关闭达限定时间段。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，
打开巡航控制模式(1)，
检查是否满足用于将所述内燃发动机(21)与所述车轮(23)解耦的第一多个限定条件(2)，
检查是否满足用于在开关模式下操作所述内燃发动机(21)的第二多个限定条件(2)，
估算在开关操作期间的燃料消耗(3)，
确定当前燃料消耗(3)，
如果当前燃料消耗高于估算的开关操作期间的燃料消耗并且满足所述第一多个条件和所述第二多个条件，则在开关模式下操作所述动力传动系统(20)，当所述内燃发动机(21)关闭时借助于所述电机(32、33、34)进行驱动(4)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，
所述动力传动系统(20)包括连接到所述电机(32、33、34)的电池(25)，并且如果所述电池荷电状态在限定的最小荷电状态以上，则断开所述内燃发动机(21)和所述电机(32、33、34)之间的电子离合器(26)，关闭所述内燃发动机(21)，并且借助于所述电机(32、33、34)进行驱动(6、7)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，
所述动力传动系统(20)包括连接到所述电机(32、33、34)的电池(25)，并且如果所述电池荷电状态在限定的最小荷电状态以下，则闭合所述内燃发动机(21)和所述电机(32、33、34)之间的电子离合器(26)，增加所述内燃发动机(21)上的所述负载，并且借助于所述电机(32、33、34)对所述电池(25)充电(6、8)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，
所述动力传动系统(20)在巡航控制模式下操作，所述巡航控制模式被设计用于速度控制和/或发动机转速控制和/或用于自适应速度控制和/或发动机转速控制，和/或用于距离调节和/或用于执行自主驾驶模式。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，
如果限定了请求目标速度值并且所述机动车辆距前一车辆的所述距离低于目标距离，则限定目标速度值低于所述请求目标速度值。
11.一种混合动力传动系统(20)，其包括内燃发动机(21)和至少一个电机(32、33、34)，其中，
所述混合动力传动系统(20)被设计成执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法或根据权利要求11所述的混合动力传动系统(20)，其中，
所述混合动力传动系统(20)包括变速器(22)并且被设计为并行混合动力传动系统，所述电机位于位置P2(32)、P3(33)或P4(34)。
13.根据权利要求1-10中任一项所述的方法或权利要求11或12所述的混合动力传动系统(20)，其中，
所述混合动力传动系统(20)被设计为全混合动力传动系统。
14.根据权利要求1-10中任一项所述的方法或权利要求11-13中任一项所述的混合动力传动系统(20)，其中，
所述混合动力传动系统(20)包括行星变速器。
15.一种机动车辆(30)，其包括根据权利要求11至14中任一项所述的混合动力传动系统(20)。
16.一种包括命令的计算机程序产品，当所述程序由计算机执行时，所述命令提示所述计算机执行根据权利要求1至10或12至14中任一项所述的方法。
17.一种计算机可读数据载体，其中根据权利要求16所述的计算机程序产品被存储在所述计算机可读数据载体上。
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