CN111094093B - 根据加速潜力控制通过混合动力车辆的非热力原动机提供额外扭矩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在车辆(V)中实施的控制方法，该车辆包括具有可用功率的储能装置(MS1)、热力发动机(MT)以及非热力原动机(MM)，该热力发动机和非热力原动机分别通过消耗燃料和该储能装置(MS1)的功率而分别为至少一个车桥(T1)提供扭矩，该方法包括以下步骤：在该步骤中，当仅有热力发动机(MT)提供扭矩时，根据车辆(V)的至少一个参数，估计在由非热力原动机(MM)提供额外扭矩的情况下代表车辆(V)的加速潜力的值，并且当该估计出的值大于选定的阈值时，授权这种额外扭矩的提供。

Description

根据加速潜力控制通过混合动力车辆的非热力原动机提供额外扭矩
技术领域
本发明涉及包括混合动力传动链的车辆，该混合动力传动链包括热力发动机和非热力原动机，该热力发动机和非热力原动机分别消耗燃料和至少一个储能装置的功率以一起或分别向至少一个车桥提供扭矩。
在下文中，“储能装置”是指电能存储装置以及液压或气动能量储能装置。
此外，应注意到，本发明既涉及热力发动机和非热力原动机向同一车桥提供两种扭矩的情况，也涉及热力发动机和非热力原动机分别向两个车桥提供两个扭矩的情况。
背景技术
在上述类型的混合动力车辆中，储能装置(或“存储器”)的全部可用功率通常都可用于非热力原动机，以更好地满足驾驶员。
因此，当仅只有热力发动机提供扭矩且驾驶员增加加速踏板的踩压百分比以表示其期望额外的加速时，混合动力传动链的监控计算机允许非热力原动机消耗存储在关联的储能装置中的能量，以提供额外的扭矩(或“推力”)，只要该储能装置中的可用功率允许，该额外扭矩能够产生该额外的加速。这种所提供的额外扭矩的控制方式特别在专利文献FR3041308中进行了描述。
在某些使用情况下(例如，在通常大于100km/h的较高车速的情况下)，由额外扭矩(或推力)产生的额外加速不足以强烈到被驾驶员感觉到。然而，在当前的运行中，存储在储能装置中的能量用于产生额外扭矩，这导致了“无用的”消耗，而该能量应当可以稍后使用，并且尤其是在驾驶员会明显感觉到该能量例如作为助力的使用效果的使用情况下可以使用该能量。
发明内容
因此，本发明尤其旨在改善混合动力车辆中的该状况。
为此目的，本发明特别提出了一种用于在车辆中实施的控制方法，该车辆至少包括具有可用功率的储能装置、以及热力发动机和非热力原动机，该热力发动机和非热力原动机分别通过消耗燃料和该储能装置的功率而分别为至少一个车桥提供扭矩。
该控制方法的特征在于包括以下步骤，在该步骤中，当仅有热力发动机为车桥提供扭矩时：
-根据车辆的至少一个参数，估计在由非热力原动机提供额外扭矩的情况下代表车辆的加速潜力的值，并且
-当该估计出的值大于选定阈值时，授权这种额外扭矩的提供。
在此“加速潜力”是指，考虑到车辆的当前使用情况，在非热力原动机通过消耗存储在储能装置中的能量而产生额外扭矩时，该非热力原动机可以产生的加速增量的值。
通过对该加速潜力的估计，现在可以在额外扭矩对当前的使用情况真正有用时决定产生该额外扭矩，这避免不必要地消耗存储在储能装置中的能量。
根据本发明的控制方法可以包括可单独或彼此组合采用的其他特征，尤其是：
-在该方法的步骤中，可以使用阈值，该阈值根据车辆的加速踏板的踩压百分比和/或为车辆选择的运行模式来选择；
-在该方法的步骤中，可以根据车辆的至少一个参数来估计该值，该参数选自车辆的至少一个技术特性、车辆的当前速度、车辆的换挡装置中所挂的档位、车辆行驶的行车道的一部分的当前坡度、车辆的当前重量、气象信息、车辆所处的海拔以及为车辆选择的运行模式；
-在该方法的步骤中，车辆的运行模式可以从行驶模式和驾驶模式中选择，该行驶模式本身从双驱动轮行驶和四驱动轮行驶中选择，该驾驶模式本身从经济模式、自动模式和运动模式中选择；
-在该方法的步骤中，进一步在车辆的驾驶员刚刚增加加速踏板的踩压百分比以表明他期望额外的加速时，可以估计出该值。
本发明还提出了一种用于配备至车辆的控制设备，该车辆至少包括具有可用功率的储能装置、以及热力发动机和非热力原动机，该热力发动机和非热力原动机分别通过消耗燃料和该储能装置的功率而分别为至少一个车桥提供扭矩。
该控制设备的特征在于，包括用于实施上述类型的控制方法的步骤的装置。
本发明还提出了一种车辆，该车辆可选地是机动车辆类型，并且至少包括具有可用功率的储能装置、热力发动机和非热力原动机、以及上述类型的控制设备，该热力发动机和非热力原动机分别通过消耗燃料和该储能装置功率而分别为至少一个车桥提供扭矩。
例如，该车辆的非热力原动机可以是电动型。在这种情况下，储能装置存储电能。
附图说明
通过审阅以下的详细描述和附图，本发明的其他特征和优点将显现，在图1中示意性且功能性地示出了一种车辆，该车辆包括混合动力传动链和配备有根据本发明的控制设备的监控计算机。
具体实施方式
本发明尤其旨在提出一种用于在车辆V中实施的控制方法，该车辆V包括混合动力传动链，该混合动力传动链包括热力发动机MT和非热力原动机MM，该热力发动机和非热力原动机分别通过消耗燃料和至少第一储能装置MS1的功率来为至少一个车桥T1提供扭矩。本发明还提出了用于在车辆V中实施该控制方法的控制设备DC。
在下文中，作为非限制性示例地，认为车辆V是机动车辆类型。这涉及例如汽车。然而本发明不限于这种类型的车辆。实际上，本发明涉及至少包括用于向至少一个车桥(或同功能的)提供扭矩的热力发动机和非热力原动机的任意类型的混合动力车辆。因此，本发明不仅涉及陆地载具，而且还涉及船舶和飞机。
“非热力原动机”在此是指设置成单独或与热力发动机一起地提供或回收扭矩以移动车辆的机器。这可以涉及例如电机(或电动机)、液压机、气动机(或气压机)或飞轮。
此外，“热力发动机”在此是指通过消耗燃料以产生用于移动车辆的扭矩的机器或发动机。
图1示意性地示出了车辆V，其包括混合动力传动链、适于监控(或管理)传动链的运行的监控计算机CS、以及根据本发明的控制设备DC。
混合动力传动链在此尤其包括热力发动机MT、发动机轴AM、离合器EM、非热力原动机MM、换挡装置BV、第一储能装置MS1以及传动轴AT。
热力发动机MT包括曲轴(未示出)，该曲轴紧固连接至发动机轴AM以驱动后者(AM)转动。热力发动机MT用于通过离合器EM、(非热力)原动机MM、以及换挡装置BV而至少向第一车桥T1(此处为车轮桥)提供扭矩。然而在实施变型中，热力发动机MT可以通过离合器EM和换挡速装置BV而向至少一个车桥提供扭矩。
例如，第一车桥T1位于车辆V的前部，并且优选地且如图所示地通过(此处为前部的)差速器D1联接至传动轴AT。然而，在变型中，该第一车桥T1可以位于车辆V的后部。
离合器EM负责根据监控计算机CS的命令而使发动机轴AM(联接至热力发动机MT)与原动机MM联接/分离，以便传递所产生的扭矩。该离合器EM可以是任意类型的，只要它可以至少具有第一(联接)状态和第二(断开)状态，在该第一状态中，该离合器EM确保热力发动机MT与原动机MM之间的联接，在该第二状态中，该离合器EM使热力发动机MT与原动机MM断开。
原动机MM联接至第一储能装置(MS1)，以便被供应以能量或向后者(MS1)供应能量。原动机MM也联接至离合器EM的输出端以及换挡装置BV的主轴AP。
作为非限制性示例地，在下文中认为原动机MM是电动类型的。然而本发明不限于这种类型的非热力原动机。因此，本发明还涉及且尤其涉及液压机(或液压发动机)、气动(或气压式的)的机器(或发动机)和飞轮。
由于在此认为原动机MM是电动类型的，因此，为该原动机MM提供能量的第一储能装置MS1设置成例如在低压(作为示例，通常是220V)下存储电能。
换挡装置BV例如可以设置成变速箱的形式。该换挡装置BV包括用于从原动机MM接收扭矩的主轴AP、以及用于通过主轴AP接收该扭矩以将该扭矩传递到传动轴AT的副轴，该传动轴AT与该副轴联接并通过差速器D1间接联接到车辆V的驱动车轮(此处为前轮)。然而在实施变型中，换档装置BV可以例如包括至少一个周转齿轮系，该周转齿轮系包括一个、两个或三个同步器。应注意到，该换挡装置BV应至少提供一个变速比。
如图1中非限制性示出地，传动链还可以包括起动器或交流发电机-起动器AD，其联接到热力发动机MT并负责发动热力发动机(MT)以使得其可起动。该发动借助于电能来完成，作为示例并如非限制性所示地，该电能存储在第二存储装置MS2中。
该第二存储装置MS2可以设置成超低压(例如12V、24V或48V)电池的形式。该第二存储装置(MS2)可以例如向与车辆V的电气设备连接的车载网络供电。如非限制性所示，应注意到，该第二存储装置MS2可以通过DC/DC类型的转换器CV联接到第一储能装置MS1以及原动机MM，以便可获得充电。
至少热力发动机MT、原动机MM、以及可选地离合器EM和/或换挡装置BV的运行可以由监控计算机CS控制。
如上文所指出的，本发明提出了一种控制设备DC，其用于在车辆V中实施，以便控制当仅有车辆V的热力发动机MT(在此)正在向第一车桥T1提供扭矩时可以由该车辆V的原动机MM提供的扭矩补充部分(或推力)。
该控制方法可以通过控制设备DC来实现，为此目的，该控制设备DC至少包括控制装置MC。
应注意到，在图1所示的非限制性示例中，控制设备DC是监控计算机CS的一部分。但这不是必须的。实际上，该控制设备DC可以是直接或间接地联接到监控计算机CS的设备。因此，控制设备DC可以制造成软件模块(或信息模块或“软件”)的形式、或者电子电路(或“硬件”)与软件模块组合的形式。
根据本发明的控制方法包括如下所述的步骤：当至少仅有热力发动机MT通过消耗燃料(此处)向第一车桥T1提供扭矩时，该步骤由控制设备DC主动实施。
在该步骤中，每当这种情况出现时，(控制装置MC)根据车辆V的至少一个参数估计出值vpa，该值vpa代表在由非热力原动机MM提供额外扭矩cc的情况下车辆V的加速潜力。然后，当该估计值vpa大于选定的阈值spa时，(控制装置MC)授权提供额外扭矩cc。
因此，控制设备DC向监控计算机CS通知非热力原动机MM被授权提供额外扭矩cc。在相反的情况(vpa<spa)下，控制设备DC向监控计算机CS通知非热力原动机MM未被授权提供额外扭矩cc。
“加速潜力”在此是指，考虑到车辆V的当前使用情况，在非热力原动机MM通过消耗存储在储能装置MS1中的能量而产生额外扭矩cc时，该非热力原动机MM能够产生的加速增量的值。
通过本发明，现在可以根据当前使用情况，在加速潜力大到足以被车辆V的驾驶员感觉到时，决定产生额外扭矩cc。这允许有利地避免不必要地消耗存储在第一储能装置MS1中的能量，以供以后使用，尤其是在驾驶员会立即感觉到该能量的例如作为推力的使用效果的使用情况下使用该能量。
如图1中非限制性示出的，控制装置MC可以例如包括第一模块M1和第二模块M2，第一模块M1负责根据车辆V的至少一个参数来估计每个值vpa，第二模块M2负责将每个估计值vpa与选定阈值spa进行比较，并且负责根据该比较的结果决定授权或禁止提供额外扭矩cc。
例如，在控制方法的步骤中，(控制装置MC)可以使用阈值spa，该阈值是根据车辆V的加速踏板的踩压百分比和/或驾驶员已为车辆V选定的运行模式来选择。
车辆V的该运行模式例如可以从行驶模式和驾驶模式中选择。该驾驶模式可以从经济模式、自动模式和运动模式中选择。
应理解到，在运动驾驶模式下，驾驶员期望感受到比在自动驾驶模式下更大的加速，并且比在经济驾驶模式下大得多的加速。因此，对于产生的同一个额外扭矩cc，与选择自动驾驶模式相比，更不必说与选择运动驾驶模式相比，驾驶员在选择经济驾驶模式时将更容易感受到该额外扭矩cc对车辆V的加速效果。在相同额外扭矩的情况下，驾驶员的感觉相同。另一方面，根据选择的驾驶模式，可以授权更多或更少的额外扭矩。因此，根据为车辆V选择的驾驶模式是经济模式、自动模式还是运动模式，可以使用不同的阈值spa。
通常，认为阈值spa应至少等于0.2m.s-2。
如在图1中非限制性示出的，控制装置MC可以例如包括第三模块M3，其负责可选地通过计算来选择阈值spa。
还例如，在该控制方法的步骤中，(控制装置MC(更确切地说，其第一模块M1))根据车辆V的至少一个参数来估计值vpa，该至少一个参数选自车辆V的至少一个技术特性、车辆V的当前行驶速度、换挡装置BV中所挂的档位、车辆V行驶的行车道的一部分的当前坡度、车辆V的当前重量、气象信息、车辆V所处的海拔、为车辆V选择的运行模式(如前所述)、传动链的(并且尤其是变速箱的)效率以及轮胎的滚动阻力。
在可以考虑在内的车辆V的技术特性中，尤其可以指出的是非热力原动机MM的扭矩，该扭矩取决于该非热力原动机MM的特性(特别是其效率和热)、以及第一储能装置MS1的最大功率。
监控计算机CS可以容易地访问到上述车辆V的所有这些参数的当前值。
优选地，(第一模块M1)将使用上一段中提到的这些参数中的车辆V的多个参数来对值vpa进行估计，因为这些参数越多，估计出的值vpa就越能代表车辆V在所考虑的时刻的实际加速潜力。
应注意到，在该控制方法的步骤中，进一步当车辆V的驾驶员刚刚增加加速踏板的踩压百分比以表明他期望额外的加速时，(控制装置MC(更确切地说是其第一模块M1))可以对值vpa进行估计。
因此，在存在该后一种选项的情况下，当只有热力发动机MT向(此处)第一车桥T1提供扭矩，并且同时控制设备DC已经被通知驾驶员期望额外的加速的情况下，估计出值vpa。然而在没有该选项的情况下，当仅只有热力发动机MT向(此处)第一车桥T1提供扭矩时，系统地估计出值vpa，以便在驾驶员期望额外的驾驶时可立即使用并因此可与阈值spa进行比较。
还应注意到，控制设备DC可以设置成，当其估计出额外扭矩的产生对当前使用情况无用时向车辆V的驾驶员发出警告。该警告可以通过经由车辆V的至少一个扬声器来传播声音消息和/或在车辆V的至少一个屏幕上显示文本消息来完成。

Claims (9)

1.一种用于车辆(V)的控制方法，所述车辆至少包括具有可用功率的储能装置(MS1)、以及热力发动机(MT)和非热力原动机(MM)，所述热力发动机通过消耗燃料为至少一个车桥(T1)提供扭矩，所述非热力原动机通过所述储能装置(MS1)的功率为至少一个车桥(T1)提供扭矩，其特征在于，包括以下步骤：
当仅有所述热力发动机(MT)提供扭矩时，根据所述车辆(V)的至少一个参数，估计在通过所述非热力原动机(MM)提供额外扭矩的情况下代表所述车辆(V)的加速潜力的值，并且当估计出的所述值大于选定的阈值时授权提供额外扭矩，
其中，代表所述车辆(V)的加速潜力的值是指，考虑到所述车辆(V)的当前使用情况，在所述非热力原动机通过消耗存储在储能装置中的能量而产生额外扭矩时所产生的加速度的增加值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述车辆(V)的加速踏板的踩压百分比和/或为所述车辆(V)选择的运行模式来选择所述选定的阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆(V)的至少一个参数，估计在通过所述非热力原动机(MM)提供额外扭矩的情况下代表所述车辆(V)的加速潜力的值，其中所述至少一个参数选自如下所述车辆(V)的至少一个技术特征：所述车辆(V)的当前速度、所述车辆(V)的换挡装置(BV)中所挂的档位、所述车辆(V)行驶的行车道的一部分的当前坡度、所述车辆(V)的当前重量、气象信息、所述车辆(V)所处的海拔、为所述车辆(V)选择的运行模式、所述车辆(V)的传动链的效率、以及所述车辆(V)的轮胎的滚动阻力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤中，所述车辆(V)的运行模式包括行驶模式和驾驶模式，所述行驶模式包括双驱动轮行驶和四驱动轮行驶，所述驾驶模式包括经济模式、自动模式和运动模式。
5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，在所述步骤中，进一步当所述车辆(V)的驾驶员刚刚增加所述车辆(V)的加速踏板的踩压百分比以表明他期望额外的加速时，估计代表所述车辆(V)的加速潜力的值。
6.一种用于车辆(V)的控制设备(DC)，所述车辆至少包括具有可用功率的储能装置(MS1)、以及热力发动机(MT)和非热力原动机(MM)，所述热力发动机通过消耗燃料为至少一个车桥(T1)提供扭矩，所述非热力原动机通过所述储能装置(MS1)的功率为至少一个车桥(T1)提供扭矩，其特征在于，所述控制设备用于实施根据前述权利要求中任一项所述的控制方法。
7.一种车辆(V)，其至少包括具有可用功率的储能装置(MS1)、以及热力发动机(MT)和非热力原动机(MM)，所述热力发动机通过消耗燃料为至少一个车桥(T1)提供扭矩，所述非热力原动机通过所述储能装置(MS1)的功率为至少一个车桥(T1)提供扭矩，其特征在于，所述车辆还包括根据权利要求6所述的控制设备(DC)。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述非热力原动机(MM)是电动型，并且所述储能装置(MS1)存储电能。
9.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，所述车辆是机动车辆类型。
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