CN113103879A - 用于运行电驱动的或能电驱动的机动车的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行电驱动的或能电驱动的机动车(2)的方法，所述机动车具有：用于与在行车道(18)上方伸延的架空导线(16)接触导通的集电器(22)；和与集电器(22)联结的驱动系(14)，其中，在架空导线运行期间——在架空导线运行中，集电器(22)与架空导线(16)接触导通——根据车辆速度(vVeh)和算得的回收潜力在变换器运行(52)与旁路运行(54)之间进行切换，在所述变换器运行中，电能引导经过连接在集电器(22)与驱动系(14)之间的直流电压变换器(36)，在所述旁路运行中，电能引导经过与直流电压变换器(36)并联连接的旁路线路(38)。

Description

用于运行电驱动的或能电驱动的机动车的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行电驱动的或能电驱动的机动车的方法，所述机动车具有：用于与在行车道上方伸延的架空导线接触导通的集电器；和与集电器联结的驱动系。此外，本发明涉及一种电驱动的或能电驱动的机动车以及一种在数据载体上的软件。

背景技术

电或电动马达式驱动的或能电或电动马达式驱动的机动车、如电动车辆或混合动力车辆通常包括电动马达，借助该电动马达能够驱动一个或两个车辆车轴。为了供应电能，电动马达通常联接到作为电能量蓄存器的车辆内部的(高压)电池处。

尤其是电化学的电池在此且在下面尤其是应理解为机动车的所谓的次级电池

在这种(次级)车辆电池中，被消耗的化学能量能够借助于充电过程再生成。这种车辆电池例如实施为电化学的蓄电池、尤其是锂离子蓄电池。

“电或电动马达式驱动的或能电或电动马达式驱动的机动车的充电”在此和在下面尤其是理解为用电能给机动车的这种次级能量蓄存器充电。不利的是，这种充电运行需要相对长的持续时间来对能量蓄存器或车辆电池充电。这引起在充电期间长的静止时间或行驶中断，由此尤其是在较长的行驶路段的情况下大大降低电动车辆或混合动力车辆的用户舒适性。

为了避免较长时间的停车停止例如可设想对机动车进行移动式充电，在移动式充电中，在行驶期间用电能给机动车馈电。例如可设想借助于集成到行车道中的(充电)板或(充电)线圈进行无接触的感应充电。

电或电动马达式驱动的或能电或电动马达式驱动的机动车、尤其是商用车辆、如载重车或客车为了在运行能量方面的供应和充电例如也可配备有集电器。在此，集电器建立通向行驶触线、汇流排或其他引导电流的装置的可导电的连接。对于这种道路车辆的电气化例如可设想，将架空导线(空中导线)作为行驶导线设备定位在行车道上方。由此，可行的是，在所述架空导线的区域中纯电地借助于集电器驱动车辆。由此，即使在较长的行驶路段上也实现高效的、经济的且保护环境的基本上没有行驶中断的运行。

这种机动车例如在电池运行的范围内能够仅借助于内部的车辆电池来驱动。在架空导线的区域中可行的是，将集电器与架空导线接触导通。由此，在这种架空导线运行期间在接地的架空导线与集电器之间产生电流的、即导电的接触。由于这种道路车辆因车辆轮胎而通常本身不是接地的，因此为了运行安全性以及为了一般的个人保护而需要，使车辆框架和/或车辆车体可靠地与集电器或架空导线电绝缘。在这种架空导线运行中，通常设置有两种运行类型、即所谓的变换器运行和所谓的旁路运行。

连词“和/或”在此和在下面应如此理解，即，借助于该连词连接的特征不仅可共同地构造而且可构造为彼此的备选方案。

“变换器运行”在此和在下面尤其是理解为如下运行，在所述运行中，电能引导经过连接在集电器与驱动系之间的直流电压变换器(DC-DC变换器、DC变换器)。直流电压变换器在此电流绝缘，从而实现特别安全的、双重绝缘的运行。此外，直流电压变换器适合地具有与车辆驱动装置(牵引驱动装置)的额定功率相比低的额定功率。由此，变换器运行具有相对低的功率，从而变换器运行经常也称为低功率模式(英语：低功率模式(Low PowerMode),LPM)。

在此，变换器运行尤其是在起动时或在车辆速度低时使用。在这种低的车辆速度的情况下，产生相对高的人员接触机动车的风险，从而双重绝缘的(变换器)运行是特别安全的。

“旁路运行”在此和在下面尤其是理解为如下运行，在该运行中，直流电压变换器借助于旁路线路或桥接导体绕开，并且车辆驱动装置直接经由集电器与架空导线连接。在此，旁路线路或桥接线路传统地并联于直流电压变换器电连接。由此，产生车辆车载电网与架空导线的运行地线的电流耦合。旁路运行通常在车辆速度较高时使用，因为在机动车正行驶的情况下被人员接触到的危险显著较小，从而可进行没有双重绝缘的运行。在旁路运行中，可实现：由架空导线覆盖车辆内部的电动马达的满的功率需求，旁路运行因此也称为高功率模式(英语：高功率模式(High Power Mode),HPM)。

在EP 3 036 127 B1中描述了一种带有集电器的车辆。在该已知的车辆中，在架空导线运行期间根据当前的车辆速度在变换器运行与旁路运行之间进行切换或转换。

在变换器运行和/或旁路运行期间可实现，使机动车的电动马达在(正的)加速过程的情况下马达式运行，从而所需要的驱动力矩经由电动马达的转矩产生。在制动过程的情况下、即在负的加速过程的情况下，电动马达通常发电机式地运行，从而电能回收或回馈到车辆电池和/或架空导线中。在此，在旁路运行中，电能经由直流电压变换器馈入到车辆电池中和/或经由集电器馈入到架空导线中。

如果在制动要求的情况下或由于行车道的路段特性由电动马达要求负的转矩、即发电机式运行，则在旁路运行中能够最多地转换直流电压变换器的最大的功率用于将电动马达功率回收到车辆电池中，其中，附加地要考虑直流电压变换器的损耗。电动马达的可能能提供的功率过盈例如能够回馈到架空导线系统中。

直流电压变换器的最大的变换器功率或该直流电压变换器的变换器损耗由此作用为针对机动车的可利用的回收潜力的极限。由于直流电压变换器通常具有低的额定功率，因此回收潜力在旁路运行期间经常没有最优地或有效地得到利用。

为了更好地利用回收能量，例如可设想，在回收的情况下从旁路运行转换到电池运行中，从而电动马达在没有中间连接直流电压变换器的情况下直接将电能馈入到车辆电池中。不利的是，切换到电池运行(以及切换回来)需要时间并且由此需要如下能量，所述能量不能通过在切换期间处于空转中的电动马达提供。

发明内容

本发明基于如下任务：给出一种特别适合的用于运行电驱动的或能电驱动的机动车的方法。尤其是，应实现在回收能量的利用方面改进的车辆运行。本发明此外基于如下任务：给出一种特别适合的电驱动的或能电驱动的机动车以及一种特别适合的在数据载体上的软件。

就所述方法而言所阐述的优点和设计方案根据意义也能转用于机动车和/或软件并且反之亦然。如果下面描述方法步骤，则针对机动车和/或软件的有利的设计方案尤其是通过如下方式得出，即，所述机动车和/或软件构造为实施这些方法步骤中的一个或多个方法步骤。

根据本发明的方法设置以及适合且设计用于运行电驱动的或能电驱动的机动车、如电动车辆或混合动力车辆。根据本发明的方法因此是一种运行方法。在此，机动车优选是商用车辆、例如载重车或客车。机动车设有集电器，所述集电器用于与在行车道上方伸延的作为供电导线的架空导线(英语：架空接触网(Overhead Contact Line),OCL)接触导通。此外，机动车具有与集电器联结的驱动系。在此，驱动系尤其是理解为机动车的电驱动系统，该电驱动系统联接到机动车的车载电网处。车载电网下面也称为高压电网(HV电网)。在此，驱动系尤其是具有作为电化学的能量蓄存器的车辆电池或牵引电池、以及作为驱动或牵引机的带有换流器(Wechselrichter，有时称为逆变器)(逆变器(Inverter))的电动马达。

根据本发明，在行驶运行期间(在行驶运行中，机动车沿着行车道向前运动)、尤其是在架空导线运行期间，(在架空导线运行中，集电器与架空导线接触导通)，根据车辆速度和算得的回收潜力在变换器运行与旁路运行之间进行切换或转换。换言之，机动车能够在架空导线运行期间在变换器运行与旁路运行之间切换。这意味着，与现有技术相反，在变换器运行与旁路运行之间的切换不仅在高于或低于速度阈值的情况下进行，而且附加地考虑到相应的运行类型的回收潜力。由此，实现用于电驱动的或能电驱动的机动车的特别适合的运行方法。

本发明的核心构思尤其是在于，评估当前的行驶情况并且在制动或回收能量的尽可能最优的利用的意义下在各运行类型(变换器运行、旁路运行)之间进行切换。由此，实现特别能量优化的运行类型协调或运行类型控制，所述运行类型协调或运行类型控制除了车辆速度或(固定的)速度阈值以外还附加地考虑到所述两种运行类型的相应的回收潜力。回收潜力在此尤其是基于预测或预估测算。

“回收潜力”在此和在下面尤其是理解为针对在旁路运行和/或变换器运行中预测可回收的(制动)能量(回收能量)的度量。换言之，借助算得的回收潜力估测：在能量方面是从旁路运行切换到变换器运行中值得还是反过来从变换器运行切换到旁路运行中值得。因此，确定在运行类型中的哪种运行类型中能够有效地利用更多回收能量。在此，尤其是也一并考虑到直流电压变换器的效率、即直流电压变换器的损耗。

“预估”或“进行预估”在此和在下面尤其是应理解为预测性的估测、即预测，其中，借助当前的和/或过去的运行状态——如有可能在加入数学或物理模型的情况下——计算或预测出将来的或可期待的运行状态，所述将来的或可期待的运行状态以足够的概率出现。哪个概率在此认为是足够的以及概率具体有多大，在此首先是次要的。这能够例如由过去的行驶数据或由相应的试验或实验确定。对于不同的机动车、运行条件和环境条件或应用场景可能得出不同的预估的运行状态。

根据车辆速度和回收潜力从旁路运行专门切换到变换器运行中以及反过来从变换器运行专门切换到旁路运行中原则上首先独立于各种参与的部件的具体接线。重要的首先仅是，在附加地考虑算得的或预估的回收潜力的情况下进行切换。

变换器运行和旁路运行相互排除彼此。不仅在变换器运行中而且在旁路运行中，都经由架空导线给驱动系供应或能供应能量。但变换器运行和旁路运行区别(如下面阐释的)在于驱动系到架空导线处的具体连接。

在变换器运行中(下面也称为低功率运行或低功率模式(英语：低功率模式(LowPower Mode),LPM))，集电器经由直流电压变换器与驱动系电连接。因此，总体上得到从架空导线经由集电器和直流电压变换器到驱动系中的电流路径。

在变换器运行期间，电能经由直流电压变换器在驱动系与架空导线之间被引导。这意味着，在电动马达的马达式运行中，电能从架空导线中经由直流电压变换器和换流器馈入到电动马达中。在发电机式运行或回收运行的情况下，由电动马达产生的电能经由换流器馈入到车辆电池中。在车辆电池基本上充满电的情况下，回收能量经由换流器和直流电压变换器借助于集电器回馈到架空导线中。

优选地，直流电压变换器构造成起绝缘作用的，从而驱动系和架空导线在变换器运行中彼此电流分离。由此，在变换器运行中有利地以简单的方式在驱动系相对于底盘仅单一绝缘的情况下实现底盘相对于架空导线的双重绝缘。起绝缘作用的直流电压变换器通过如下而出众，即该直流电压变换器具有彼此电流分离的输入侧和输出侧。尤其是，通过直流电压变换器在变换器运行中也实现或能实现一方面架空导线和另一方面车载电网以及与该车载电网相连的所有部件的电流分离。

但在旁路运行中(下面也称为高功率运行或高功率模式(英语：高功率模式(HighPower Mode),HPM))，驱动系和架空导线为了绕开直流电压变换器经由旁路线路或绕行线路相互电连接。旁路线路在此并联于直流电压变换器电连接。因此，总体上得到从架空导线经由集电器和旁路线路到驱动系中的电流路径。

在旁路运行期间，电能经由旁路线路引导。这意味着，在电动马达的马达式运行中，电能从架空导线经由旁路线路直接馈入到换流器中并且由此馈入到电动马达中。在发电机式运行或回收运行的情况下，由电动马达产生的电能(回收能量)经由换流器和直流电压变换器馈入到车辆电池中。在车辆电池基本上充满电的情况下，回收能量经由换流器借助于集电器回馈到架空导线中。

一般而言，变换器运行和旁路运行的区别尤其是在于：在变换器运行中，与架空导线电流连接的所有部件相对于机动车的底盘、例如相对于车辆框架和/或车辆车体双重绝缘，而在旁路运行中，驱动系与架空导线电流连接，但在此不是双重绝缘，而是仅单一地相对于底盘绝缘。

由此，变换器运行在电方面比旁路运行更安全。但旁路运行能更成本适宜地实现并且在结构上比变换器运行耗费更少并且可能也更高效。由此，旁路运行的激活需要特定理由，该理由表明在绝缘方面较差的安全性是可接受的。在此，一方面在于电动车辆的速度，因为在较大的速度下，在同时接地的情况下发生接触(Berührung)的概率较小，并且此外相对于越来越大的机械损伤危害而言，接触也越来越不重要。当前，旁路运行的释放附加地也与回收潜力有关。由此，在运行类型之间的切换或转换不仅根据速度来进行，而且附加地也在考虑到可期待的回收能量的情况下进行。

本发明的显著优点由此尤其是在于，在制动回收的情况下实现特别高的效率，该效率积极地转用于机动车的二氧化碳-平衡(CO₂平衡)。

机动车在行驶运行中在行车道上运动并且具有轮胎，所述轮胎与行车道处于接触。由于有轮胎，因此在机动车与行车道之间尤其是产生不接地的、未被限定的电连接。一方面，轮胎优选是绝缘的，另一方面如下设计方案也是可行和适合的，在所述设计方案中，轮胎基本上是绝缘的并且在此具有一定的可传导性，使得静电电荷最小化。

在行车道上方布置有位置固定的架空导线。架空导线尤其是高压导线或简称HV导线。架空导线尤其是实施成单极接地的。为了避免不期望的碰撞，架空导线优选以一定的最小高度、例如5m(米)布置在行车道上方。

在一种有利的扩展方案中，当车辆速度大于第一速度阈值时，并且当针对旁路运行的回收潜力在能量方面比针对变换器运行的回收潜力更有利时，则从变换器运行切换到旁路运行。换言之，当高于第一速度阈值时，以及当预估或估测针对旁路运行的回收能量比针对变换器运行的回收能量更多时，则从变换器运行切换或转换到旁路运行。由此，在条件方面累加性地进行切换，即这些条件必须共同或同时存在，才进行切换。即只有当车辆速度足够高，且在所期待的回收能量方面有利时，才切换到旁路运行。

在一种同样有利的扩展方案中，当车辆速度小于第二速度阈值时，或者当针对变换器运行的回收潜力在能量方面比针对旁路运行的回收潜力更有利时，则从旁路运行切换到变换器运行。换言之，当低于第二速度阈值时，或者当预估或估测针对变换器运行的回收能量比针对旁路运行的回收能量更多时，则从旁路运行切换或转换到变换器运行。由此，在条件方面区别性地进行切换，即如果这些条件中的一个条件已经存在，就进行切换。即当车辆速度是低的时，或者当在所期待的回收能量方面有利时，则切换到变换器运行。

第一速度阈值和第二速度阈值在此例如相同地确定大小。换言之，针对从变换器运行切换到旁路运行的速度阈值和针对从旁路运行切换到变换器运行的速度阈值例如是相同的。但适宜地，设置有一定的(速度)迟滞，从而针对从变换器运行切换到旁路运行的速度阈值的大小确定为高于针对从旁路运行切换到变换器运行的速度阈值。这意味着，第一速度阈值大于第二速度阈值。由此，在与车辆速度有关的(切换)条件方面产生一定的小限制。由此，抑制过于频繁的、不高效的切换。

本发明的附加的或另外的方面规定，借助驱动系的转矩计算回收潜力。尤其是，在此确定驱动系的电动马达的转矩。在此，所述转矩例如是预估的设定转矩(Soll-Drehmoment，有时称为理论转矩)。驱动系或电动马达的正的(设定)转矩相应于加速、即马达式运行，其中负(设定)转矩相应于制动过程、即发电机式运行。由此，能够以简单且适宜的方式确定，是否可期待制动能量的回收以及可期待在何种范围内回收制动能量。由此，借助(设定)转矩实现特别对可期待的回收能量的可靠的预估或估测。

在一种适宜的构造方案中，借助行驶特性预测来确定或预估针对(设定)转矩的度量。由此，实现(设定)转矩的适合的确定，从而实现对可期待的回收潜力的可靠的确定或计算。

在一种适宜的扩展方案中，借助导航数据和/或车辆数据和/或交通数据来确定行驶特性预测。行驶特性预测应理解为估测的或预估的将来的行驶特性、即路段和/或行驶操纵预测、尤其是预测的加速和/或制动过程。由此，实现(设定)转矩的特别适合的确定，从而由此实现对可期待的回收潜力的特别可靠的确定或计算。

术语“导航数据”在此尤其是应理解为导航装置的数据、如GPS数据(全球定位系统)，即设定路线或设定行驶轨迹，例如带有车辆速度和/或行车道斜度。术语“车辆数据”尤其是表示机动车在行驶运行期间的物理的运行状态参量、如行驶阻力和/或加速阻力。术语“交通数据”在此例如尤其是描述与正在前行驶的车辆的间距、允许的最高速度(速度极限)或正在前行驶的车辆的车辆速度以及流动的交通。借助所述(运行状态)数据确定或计算针对驱动系的相应的设定参量、如(设定)行驶级或(设定)转矩，以及由此得到的当前的实际参量、如(实际)车辆速度或电动马达的(实际)转速。

在一种适合的设计方案中，在(设定)转矩为负的情况下确定针对变换器运行的第一能量值和针对旁路运行的第二能量值。接着，将所确定的能量值相互比较。预估的或预测的(设定)转矩是针对将来的加速和制动过程的度量，尤其是负(设定)转矩意味着将来的制动过程、即可期待的回收过程。这意味着，第一能量值相应于针对变换器运行的可期待的回收能量，并且第二能量值相应于针对旁路运行的可期待的回收能量。在此，回收潜力借助比较回收能量来确定。即确定：所述运行类型中的哪种运行类型就回收而言在能量方面是更合理的或更有利的。

在一种优选的设计方案中，在比较各能量值时，考虑到针对能量迟滞的值，以便抑制在运行类型之间过于频繁的切换。

与上面所描述的方法相关的阐述内容根据意义也适用于下面描述的机动车，并且反之亦然。

根据本发明的电驱动的或能驱动的机动车例如实施为电动车辆或混合动力车辆，尤其是实施为电动载重车或混合动力载重车。机动车具有：用于与在行车道上方伸延的架空导线接触导通的集电器；和与集电器联结的驱动系。

在集电器与驱动系之间一方面布置有直流电压变换器并且另一方面布置有并联于直流电压变换器伸延的旁路线路。在集电器与驱动系之间的电连接在此能够在直流电压变换器与旁路线路之间切换或转换。换言之，在集电器与驱动系之间的电流路径要么伸延经过直流电压变换器要么伸延经过旁路线路。

此外，机动车具有控制器(即控制单元)。

控制器在此一般而言(在程序和/或电路技术上)设置成用于执行上面所描述的根据本发明的方法。控制器由此具体设置成用于，在架空导线运行期间(在该架空导线运行中，集电器与架空导线接触导通)，根据车辆速度、尤其是当前的实际车辆速度，以及算得的回收潜力在变换器运行与旁路运行之间进行切换。换言之，控制器适合且设置用于根据车辆速度和回收潜力将集电器与驱动系之间的电流路径在直流电压变换器与旁路线路之间进行切换或转换。

在一种优选的设计方式中，控制器至少在核心方面通过带有处理器和数据存储器的微控制器形成，在该微控制器中，在程序技术上实施用于执行形式为运行软件(固件)的根据本发明的方法的功能，从而所述方法(如有可能在与车辆用户的互动下)在实施微控制器中的运行软件的情况下自动地执行。但控制器在本发明的范围内备选地也能够通过不可编程的电的构件、如专用集成电路(ASIC)形成，在该不可编程的电的构件中实施用于借助电路技术的装置执行根据本发明的方法的功能。

驱动系在较适宜的设计方案中具有电动马达式的驱动或牵引机以及与该驱动或牵引机在供电技术上联结的车辆电池或牵引电池，所述车辆电池或牵引电池用于备选的能量供应，例如在架空导线不可用的情况下。驱动系联结到机动车的车载电网处。适宜地，车辆电池能够借助于架空导线充电，如果存在接触导通的话。机动车则独立于变换器运行和旁路运行而具有架空导线运行和电池运行。在架空导线运行中，机动车与架空导线连接。而在电池运行中，机动车与架空导线分离，并且驱动机借助于车辆电池供电。在架空导线运行中，借助于控制器在变换器运行与旁路运行之间进行区分。但对于电池运行，变换器运行和旁路运行首先并不是重要的。

在驱动系中适宜地布置有电网开关或电池开关，该电网开关或电池开关在旁路运行中将车载电网划分成两个子电网，即如此划分，使得直流电压变换器和车辆电池与所述子电网中的第一子电网连接，并且驱动机与所述子电网的另一个第二子电网连接。由此，实现驱动机与直流电压变换器的分离。而在变换器运行中，电池开关是闭合的。类似地，适宜的是，沿着旁路线路布置有旁路开关，该旁路开关在变换器运行中将旁路线路断开，并且由此与驱动机分离。而在旁路运行中，旁路开关是闭合的。旁路开关和电池开关一般而言分别也称为开关。尤其是，所述开关中的总是至少一个开关是断开的，这意味着在从变换器运行切换到旁路运行中时，尤其是先将电池开关断开并且接着在此之后将旁路开关闭合。相应地，反过来在从旁路运行切换到变换器运行中时，首先将旁路开关先断开并且在此之后将电网开关闭合。相应的开关优选构造为分断电流的开关。所述开关在此在信号技术上联结到控制器处，并且能够借助于该控制器控制或操纵。

就上面描述方法和/或上面描述机动车而言所阐述的优点和设计方案根据意义也能转用于下面描述的在数据载体上的软件，并且反之亦然。

本发明的附加的或另外的方面设置一种用于执行或实施上面所描述的方法的在介质或数据载体上的软件。这意味着，所述软件存储在数据载体上，并且设置以及适合且设计用于实施上面所描述的方法。由此，实现一种特别适合的用于运行电驱动或能驱动的机动车的软件，借助所述软件在程序技术上实施用于执行根据本发明的方法的功能。由此，所述软件尤其是运行软件(固件)，其中，数据载体例如是控制器的数据存储器。

附图说明

下面借助附图详细阐释本发明的实施例。附图中以示意性的且简化的图示进行示出：

图1示出带有集电器的机动车，

图2示出机动车的线路图，

图3示出机动车运行的状态转变图，

图4示出在从变换器运行切换旁路运行时发电机式运行的线图，

图5示出在从变换器运行切换到旁路运行时马达式运行的线图，

图6示出在从旁路运行切换到变换器运行时发电机式运行的线图，

图7示出在从旁路运行切换到变换器运行时马达式运行的线图，

图8示出用于确定回收潜力的流程图，以及

图9示出用于确定回收潜力的扩展的流程图。

具体实施方式

彼此相应的部件和参量在所有附图中总是设有相同的附图标记。

在图1中以示意性的且简化的图示示出载重车(LKW)作为电驱动的或能电驱动的机动车2。在此，机动车2尤其是实施为鞍座式机动车，该鞍座式机动车带有由牵引车辆4和挂车6组成的拖挂车。在一种未示出的变型方案中，机动车2是无轨电车。

牵引车辆4具有带有车辆驾驶室10的车辆框架8以及用于接纳和承载要运输的挂车6的车辆车体12。在车辆框架8中布置有在图2中详细示出的用于驱动机动车2或牵引车辆4的驱动系14。在此，驱动系14尤其是实施为纯电动的或混合动力电动的驱动系。

此外，在图1中示出架空导线16作为电流供应部。借助于架空导线16使布置在其下方的行车道18电气化。行车道18例如是多车道式高速公路的右侧车道。在此，架空导线16例如借助于电线杆、悬臂架、悬杆或类似物布置为稍微在行车道18中间上方伸延的。架空导线16与机动车2分离地且位置固定地沿着行车道18安装。此外，架空导线16是接地的。

在图1中示出处于行驶运行的机动车2，其中，机动车2借助于驱动系14沿着行车道18以及沿着架空导线16向前运动。

机动车2能够借助于电接触部与例如双极的架空导线16联结以用于传递能量。在此，电能被馈入到机动车2中或被馈入到车辆内部的车辆电池或牵引电池20(图2)中亦或机动车2的制动能量(回收能量)回馈到架空导线16中。

为了传递能量，载重车辆2具有集电器22，该集电器布置在车辆驾驶室10的车辆车顶24处。集电器22例如具有可运动的剪刀式或受电弓机械装置。

在图2中作为线路图示出机动车2的接线及机动车到双极的架空导线16处的连接。所示出的实施方式是多种适合的实施方式中的一种实施方式。机动车2的在此示出的驱动系14具有车辆电池20和电动马达式驱动或牵引机26以及示例性示出的高压耗电器28。驱动系14联接到仅局部示出的车载电网30处。车辆电池20尤其是次级电池系统，该次级电池系统能够借助于充电过程例如经由架空导线16充电。

在所示出的车载电网30中布置有电网开关或电池开关32，该电网开关或电池开关布置在车辆电池20与驱动机26之间。在集电器22与驱动系14之间布置有标准或变换器线路34，该标准或变换器线路在车辆电池20的区域中引导到驱动系14或车载电网30处。沿着变换器线路34连接有直流电压变换器36。直流电压变换器36优选实施为起绝缘作用的或被绝缘的直流电压变换器36。直流电压变换器36在此具有：面向集电器22的第一接头侧36a，该第一接头侧下面也称为输入侧；以及面向驱动系14或车载电网30的第二接头侧36b，第二接头侧下面也称为输出侧。

在直流电压变换器36与集电器22之间，旁路线路38联接到变换器线路34处。在此，旁路线路38电并联于直流电压变换器36，并且在驱动机26的区域中引导到驱动系14或车载电网30处。在旁路线路38中连接有旁路开关40。

集电器22具有集电器保护器42，借助于该集电器保护器能够将变换器线路34与架空导线16分断。车辆电池20的未详细示出的电池模块在此借助于电池保护器44联接到车载电网30处。

驱动机26具有换流器或逆变器46，用于使车载电网直流电压或输入电压UE转变成多相、尤其是三相的用于运行电动马达48的马达电压。电动马达48下面也称为电机或电动机。

下面借助图3至7详细阐释用于运行机动车2的三种运行类型或运行状态50,52,54。

图3示出状态机或有限自动机的状态转变图或运行类型协调器作为机动车2运行的模型。

运行类型50下面也称为电池运行或电池模式(英语：电池模式(Batteriemode))。在电池运行50中，将机动车2与架空导线16分离，并且借助于车辆电池20给驱动机26供电。电池运行50在此对于任何车辆速度vVeh都是可实现的。换言之，对于所有车辆速度vVeh、即在静止与最大速度之间的完整的或整个速度范围中都能够激活电池运行50。

对于电池运行50，将电池保护器44闭合、即切换成电导通的，并且将集电器保护器42断开，即切换成电不导通的。此外，将电池开关32闭合并且将旁路开关40断开。由此，变换器线路34和旁路线路38都是断开的。由此，在驱动系14与架空导线16之间的电流路径分开，从而集电器或受电弓电流IP下降到零、即0A(安培)。

机动车2的电流在此由驱动机26的输入电流IE和车辆电池20的电池电流IB组成，所述驱动机的输入电流和所述车辆电池的电池电流在这种情况下在数值上相等，但方向相反。在驱动机26的马达式运行的情况下，将电池电流IB作为输入电流IE馈入，其中，在发电机式运行的情况下，将输入电流IE作为电池电流IB回馈到车辆电池20中。直流电压变换器26在此处于被动运行中，从而在输入侧36a上的变换器电流ID1以及在输出侧36b上的变换器电流ID2等于零。

借助下面的转变表概括电池运行50：

切换元件/组件	电池运行50
		电池保护器44	闭合
集电器保护器42	断开
		车辆速度vVeh	整个
电池开关32	闭合
		旁路开关40	断开
电流平衡，集电器22	IP＝0
		电流平衡，机动车2	0＝IB+IE
驱动机26	马达式/发电机式
		集电器电流IP	IP＝0
直流电压变换器36	被动
		变换器电流	ID1＝ID2＝0

运行类型52和54属于未详细示出的架空导线运行，在该架空导线运行中，机动车2经由集电器22与架空导线16连接。在架空导线运行中，在此在变换器运行52与旁路运行54之间进行区分。变换器运行52和旁路运行54相互排除彼此。不仅在变换器运行52中而且在旁路运行54中，驱动系14都经由架空导线16供应或能供应能量。

变换器运行52下面也称为低功率运行或低功率模式(英语：低功率模式(LowPower Mode),LPM)。在变换器运行52中，集电器22经由直流电压变换器36与驱动系14电连接。因此，总体上得到从架空导线16经由集电器22和直流电压变换器36到驱动系14中的电流路径。类似于电池运行50，变换器运行52对于所有车辆速度vVeh、即在整个速度范围中是能激活的。

对于变换器运行52，将电池保护器44和集电器保护器42闭合。此外，将电池开关32闭合并且将旁路开关40断开。由此，变换器线路34是闭合的并且旁路线路38是断开的，从而在架空导线16与驱动系14之间形成引导经过直流电压变换器36的电流路径。集电器电流IP由此等于变换器电流ID1。

机动车2的电流平衡在此由驱动机26的输入电流IE和车辆电池20的电池电流IB以及由变换器电流ID2组成，尤其是变换器电流ID2是输入电流IE和电池电流IB之和。直流电压变换器36在变换器运行52期间是激活的。直流电压变换器36具有效率η，该效率例如是不同的，在变换器电流从输入侧36a向输出侧36b流动时，下面称为效率η12，或在变换器电流从输出侧36b向输入侧36a流动时，下面称为效率η21。在此，输入侧的变换器电流ID1由相应的效率η、变换器电流ID2和车辆电池20的电池电压UB与直流电压变换器36或变换器线路34的变换器电压UD之比得到。

变换器运行52基本上分成三种不同的(子)变型方案52a,52b和52c。在此，变换器运行52a表示如下变换器运行52，在该变换器运行中，驱动机26马达式地工作。在这种情况下，集电器电流IP或变换器电流ID1是正的，即大于零，因为能量从架空导线16馈入到驱动机26中。变换器运行52b和52c分别是一种变换器运行52，在该变换器运行中，驱动机26发电机式地工作。在变换器运行52b中，车辆电池20借助回收的能量来充电。在变换器运行52c中，发电机式地工作的驱动机26的回收的能量被回馈到架空导线16中。

变换器运行52借助下面的转变表来概括：

旁路运行54下面也称为高功率运行或高功率模式(英语：高功率模式(High PowerMode),HPM)。在旁路运行54中，驱动系14和架空导线16为了绕开直流电压变换器36而经由旁路线路38彼此电连接。因此，总体上得到从架空导线16经由集电器22和旁路线路38到驱动系14中的电流路径。与电池运行50和变换器运行52相反，旁路运行54仅对于高的车辆速度vVeh、即对于大于速度阈值vThreshold的车辆速度是能激活的。高的车辆速度vVeh由此尤其是理解为处于机动车2的速度阈值vThreshold与最大速度之间的速度。

对于旁路运行54，将电池保护器44和集电器保护器42闭合。此外，将电池开关32断开并且将旁路开关40闭合。通过断开的电池开关32，将在车辆电池20与驱动机26之间的车载电网30中断，从而仅经由变换器线路34和旁路线路36产生并联于此的连接。集电器电流IP由此由变换器电流ID1和引导经过旁路线路36的输入电流IE组成。

在旁路运行54期间，电能被引导经过旁路线路38。类似于变换器运行52，旁路运行54在此能分成三种不同的(子)变型方案54a、54b和54c。旁路运行54a在此表示如下旁路运行54，在该旁路运行中，驱动机26马达式地工作。在这种情况下，电能从架空导线16经由旁路线路38直接馈入到驱动机26中。旁路运行54b和54c分别是旁路运行54，在该旁路运行中，驱动机26发电机式地工作。在旁路运行54b中，车辆电池20借助回收的能量来充电。在此，由驱动机26产生的回收能量经由旁路线路38和直流电压变换器36馈入到车辆电池20中。基本上充满电的车辆电池20在旁路运行54c中将回收能量经由旁路线路38回馈到架空导线16中。

旁路运行54借助下面的转变表概括：

在变换器运行52a,52b和52c之间的转变以及在旁路运行54a,54b和54c之间的转变在此优选是连续的或分立的，并且借助相应的电流调整和/或调节。

图4至7分别示出针对在变换器运行52与旁路运行54之间的切换的示意性线图。各线图分别具有两个水平的相叠布置的区段56,58。在各区段中分别示出(子)线图，在所述子线图中，水平地、即沿着横坐标轴(X轴)绘制时间t。相应的变换器运行52或旁路运行54的开始或结束在线图中在此分别用竖直的虚线示出，其中，变换器运行52相应标明为LPM，并且旁路运行54标明为HPM。为了更好地比较图4至7，在所有图中示出五个时间点t0,t1,t2,t3和t4。

在区段56中示出的线图是电流/电压-时间线图，这意味着，沿着竖直的纵坐标轴(Y轴)绘制电流I或竖直错开地绘制电压U，单位为安培(A)或伏特(V)。

在区段58中示出针对开关40和32的切换状态S的切换状态-时间-线图，其中，沿着竖直的纵坐标轴(Y轴)示出切换状态的变化曲线。切换状态S的变化曲线在此为了更清楚相对彼此竖直错开地示出。开关32,40的切换状态S在此具有大致分级的或梯级状的变化曲线，其中，竖直向上伸延的梯级台肩表示相应的开关32,40闭合，并且相应地竖直向下伸延的梯级台肩代表相应的开关32,40断开。

图4和图5分别示出针对从变换器运行52切换到旁路运行54的切换过程的线图。在此，在图4中示出针对发电机式运行(从变换器运行52b切换到旁路运行54b)的切换过程，并且在图5中示出针对马达式运行(从变换器运行52a切换到旁路运行54a)的相应的切换过程。在从变换器运行52a,52b切换到相对应的旁路运行54a,54b的切换过程中，首先将电池开关32断开并且接着将旁路开关40闭合。

图6和图7分别示出针对从旁路运行54切换到变换器运行52的切换过程的线图。在此，在图6中示出针对发电机式运行(从旁路运行54c切换到变换器运行52c)的切换过程，并且在图7中示出针对马达式运行(从旁路运行54a切换到变换器运行52a)的相应的切换过程。在从旁路运行54a,54c切换到相对应的变换器运行52a,52c的切换过程中，首先将旁路开关40断开并且接着将电池开关32闭合。

下面借助图3详细阐释机动车2的行驶运行。机动车2在该实施例中尤其是混合动力车辆。机动车2在针对混合动力运行或电动运行的输入条件60的情况下例如激活电池运行50。

下面变量DesMode表示尤其是与速度有关的设定-运行类型，其中，变量ActMode在此表示实际调整到的实际-运行类型。

在电池运行50开始时，在行动61中首先将设定-运行类型调整为电池模式50。接着，(如果需要)实施两个行动62,64。在行动62中将电池开关32闭合，并且在行动64中将旁路开关40断开。最后，在行动65中将实际-运行类型ActMode调整为电池模式52。

在存在转变条件66时，从电池运行50转换到变换器运行52中。转变条件66在此是：集电器22与架空导线16接触导通，并且集电器保护器42是闭合的。换言之，当集电器22与架空导线16接触导通时，从电池运行50转换到架空导线运行。

在变换器运行52激活时，在行动67中将设定-运行类型DesMode调整为变换器运行52(LPM)。此外，(如果需要)实施两个行动68,70。在行动68中将电池开关32闭合，并且在行动70中将旁路开关40断开。接着，在行动71中将实际-运行类型ActMode调整为变换器运行52(LPM)。

从变换器运行52到旁路运行54的切换借助于转变条件72来表征。从旁路运行54到变换器运行52的切换相应地借助于转变条件74表征。在旁路运行54激活时，首先在行动75中将设定-运行类型DesMode调整为旁路运行54(HPM)。接着，(如果需要)实施两个行动76,78。在行动76中将旁路开关40闭合，并且在行动78中将电池开关32断开。接着，在行动79中将实际-运行类型ActMode调整为旁路运行54(HPM)。

当满足转变条件80时，从变换器运行52或旁路运行54转换到电池运行50中。转变条件80在此是：集电器22与架空导线16不接触导通，或集电器保护器42是断开的。换言之，当架空导线运行结束时，激活电池运行50。

按照根据本发明的方法，在变换器运行52与旁路运行54之间的切换或转换与车辆速度vVeh和算得的回收潜力有关。这意味着，在附加地考虑算得的或预估的针对运行类型52,54的回收潜力的情况下进行切换。换言之，转变条件72和74与当前的车辆速度vVeh和回收潜力有关。

根据转变条件72，当车辆速度vVeh大于第一速度阈值时，以及当针对旁路运行54的回收潜力在能量方面比针对变换器运行52的回收潜力更有利时，从变换器运行52切换到旁路运行54。相应地，根据转变条件74，当车辆速度vVeh小于第二速度阈值，或当针对变换器运行52的回收潜力在能量方面比针对旁路运行54的回收潜力更有利时，从旁路运行54切换到变换器运行52。

第一速度阈值和第二速度阈值相应于在考虑到速度迟滞vHyst情况下的速度阈值vThreshold。回收潜力在转变条件72,74过程中尤其是借助于变量DesModeEff表征，该变量说明哪种(设定)运行或哪种运行类型具有最高的回收潜力。

在伪码中，转变条件72例如简略表达为“(vVeh>vThreshold+0,5*vHyst)&&(DesModeEff＝＝HPM)”。相应地，转变条件74在伪码中能够表达为“(vVeh<＝vThreshold-0,5*vHyst)||(DesModeEff＝＝LPM)”。

下面借助图8和图9详细阐释变量DesModeEff的确定。在图8和图9的图示中，假设：运行类型50,52和54分别与数字的数值相关联。例如，电池运行50与数值“1”相关联，并且变换器运行52与数值“2”相关联以及旁路运行与数值“3”相关联。

根据本发明，变量DesModeEff的值表明：两种运行类型52,54中的哪个运行类型关于行驶情况表现为在能量方面最合理的，并且由此除了行驶速度以外还检验(kontrollieren，有时称为控制或监控)运行类型(DesMode或ActMode)。换言之，变量DesModeEff表征回收潜力。

图8示出用于确定变量DesModeEff的流程图。回收潜力或变量DesModeEff在此借助驱动系14的预估的设定转矩计算。为此，在方法开始81之后，在方法步骤82中首先将变量DesModeEff调整为变换器运行52(LPM)。在随后的方法步骤84中首先检查：设定-运行类型DesMode是否不等于电池模式50。换言之，检查：是否产生通向架空导线16的连接。在伪码中表达，这相应于“DesMode！＝BatteryMode？”或就运行类型的相关联的数值而言相应于“DesMode>＝LPM？”。

在方法步骤84之后，在方法步骤86中确定电动马达48的(设定)转矩mEMDes。设定转矩mEMDes在此尤其是借助行驶特性预测借助于机动车2的导航数据和/或车辆数据和/或交通数据预估。接着，检查：设定转矩mEMDes是具有正值还是具有负值。在此，正值(mEMDes>0)意味着电动马达48的马达式运行，其中负值(mEMDes<0)意味着电动马达48的发电机式运行。

对于马达运行，假设：旁路运行54(即从架空导线16中直接取出整个马达功率)是在能量方面最有利的状态。在比较结果为正的情况下，即在设定转矩大于零时，在方法步骤88中将变量DesModeEff置于旁路运行54。

在比较结果为负的情况下，即在设定转矩小于零时，在方法步骤90中检查：设定运行DesMode是否等于变换器运行52。在方法步骤90的比较结果为正的情况下，在方法步骤92中将变量DesModeEff置于变换器运行52。

在方法步骤90的比较结果为负的情况下，在方法步骤94中确定针对变换器运行52的第一能量值eLPM和针对旁路运行54的第二能量值eHPM。接着在方法步骤94中将所确定的能量值eLPM,eHPM相互比较。这意味着，对于旁路运行54是激活的这种情况，比较两种运行类型52,54中的回收潜力(能量的预测)，以便确定在能量方面最合理的模式。由于切换到变换器运行52中需要一定的时间，在该时间内不能转换功率，因此对能量的预测是合理的。预测水平线段(tP)可与切换时间(TSwitch)相匹配，其中，优选3至5倍切换时间的水平线段。如果能量值eLPM更大，则在方法步骤96中使变量DesModeEff等于变换器运行52。如果能量值eHPM更大，则在方法步骤98中使变量DesModeEff等于旁路运行54。

下面给出用于计算能量值eLPM和eHPM的一些示例。能量值eLPM和eHPM的计算相应于基于固定的预测水平线段在两个试样的情况下对回收的能量的预计或预测。各示例呈现优选的实施方式，但除了优选的实施方式以外，还存在适合的另外的实施方式，所述另外的实施方式在此不详尽地描述。

在旁路运行54中保留的能量eHPM等于实际测量到的电池充电功率(T)和预测的(tP＝t+TPred)电池充电功率和再生的集电器功率的平均值乘以持续时间TPred。在此，假设示例性的权重因数a1,a2例如为a1＝1,a2＝0.5。

针对预测的持续时间tP是实际测量到的时间t和持续时间TPred之和

tP∶＝t+TPred

发电机电流IE作为函数f由路段或行驶特性预测和驱动系模型(借助于该驱动系模型确定电动马达48的转矩mEMDes和转速nEM)以及发电机综合特性曲线得到，该发电机综合特性曲线由驱动系参量mEMDes和nEM在发电机电压UE给定的情况下(该发电机电压等于集电器电压UP)和发电机电流极限IEMin得到：

IE(tP)＝f(mEMDes(tP),nEM(tP),UE(tP)

＝UP(tP),IEMin(tP))

在下面附注“Min”或“Max”应理解为向下或向上的相应极限。转速nEM是针对驱动机26的转速的预测值。由驱动系预测不仅得到车辆速度而且得到车轮转矩。两者以行驶级通向于电动机48处的转速nEM和转矩mEMDes。

最大的变换器电流ID1在此是：

ID1(tP)＝min(ID1Max(tP),-IE(tP))

相应地，变换器电流ID2得出为：

其中，UP是集电器电压。

在旁路运行期间的电池充电电流或电池电流IBHPM由此得出为：

IBHPM(tP)＝min(ID2(tP),IBChargeMax(tP))

其中，以IBChargeMax表示最大的充电电流。

接着，借助电池电流IB的电流极限重新计算变换器电流ID1的值

在旁路运行期间回馈的集电器电流IPHPM由此是：

IPHPM(tP)＝max(IE(tP)+ID1(tP),IPMin(tP))

为了在驱动系预测中限制电机48的转矩mEMDes，由回馈的集电器电流IPHPM和变换器电流ID1得出针对最大的发电机电流IEDrainMax的值

IOEDrainMax(tP)＝IPHPM(tP)-ID1(tP)

能量值eHPM由此是：

eHPM＝(a1*IBHPM(t)*UB(t)-a2*IPHPM(t)*UP(t)+a1

*IBHPM(tP)*UB(tP)-a2*IPHPM(tP)*UP(tP))

*0,5*TPred

在从旁路运行54切换到变换器运行52时的能量eLPM等于在所述切换(tS＝t+TSwitch)之后以及在预测的持续时间(tP＝t+TPred)期间的电池充电功率和集电器-再生功率的平均值乘以持续时间“TPred–TSwitch”。持续时间TSwitch是在开关32,40之一切换之后的持续时间(参照图4至图7)。

由此，首先得到双重的时间预测，其中，在带有持续时间TSwitch的切换之后的时间预测比持续时间TPred具有更短的预测水平线段：

tS∶＝t+TSwitch

tP∶＝t+TPred

输入或发电机电流由此得出为：

IE(tS)＝f(mEMDes(tS),nEM(tS),UE(tS)

＝UB(tS),IEMin(tS))

IE(tP)＝f(mEMDes(tP),nEM(tP),UE(tP)

＝UB(tP),IEMin(tP))

在旁路运行期间的电池充电电流或电池电流IBLPM由此得出为：

IBLPM(tP)＝min(-IE(tS)),IBChargeMax(tS))

IBLPM(tS)＝min(-IE(tP),IBChargeMax(tP))

变换器电流ID2在此是：

为了在驱动系预测中限制电机48的转矩mEMDes基于针对IB,ID和IP的电流极限得出针对发电机电流的最大值IEDrainMax：

IEDrainMax(tS)＝ID2(tS)-IBLPM(tS)

IEDrainMax(tP)＝ID2(tP)-IBLPM(tP)

回馈的集电器电流由此是：

算得的能量值eLPM由此是：

eLPM＝(a1*IBLPM(tS)*UB(tS)-a2*IPLM(tS)*UP(tS)

+a1*IBLPM(tP)*UB(tP)-a2*IPLPM(tP)

*UP(tP))*0,5*(TPred–TSwitch)

总之，在回收潜力的预测过程中考虑到由行驶特性预测确定的发电机式设定功率(通过电流下降的极限来限制)并且基于此考虑驱动机26的DC-电流(发电机式)、车辆电池20的最大的充电电流IBHPM,IBLPM以及直流电压变换器36和架空导线16的电流极限ID1,ID2,IP。在此，对于变换器运行52，利用时间间隔TPred-TSwitch，因为为此切换是需要的，而在旁路运行54中，预测水平线段TPred是重要的。对于两种模式，在相应观察的时间点相应形成两个回馈下降之和的(评估的)平均值(假设在各时间点之间的变化曲线是线性的)，并且将所述平均值与所观察的时间间隔相乘。在此，回馈下降的不同的评估应表明：直接回馈到车辆电池20中的电流比回馈到架空导线16中的电流更有价值，所述回馈到架空导线中的电流可能没有被供电商或电网运营商附加地补偿。但在此视结算模型而定可设想一定的自由度。

由直至现在的实施方案变得明确的是，其他计算方程也是可行的并且适合用于实现所述功能原理。尤其是，如下设计方案也是适合的，在所述设计方案中，用于确定能量值eLPM,eHPM的函数通过一个或多个特性线或综合特性线构成。所述特性线或综合特性线例如在相应的试验或实验中确定。

为了提高在针对运行类型52,54的回收潜力的计算方面的精度，在一种可行的实施方案中可设想：不是在观察时间点t或t+tSwitch和t+tPred之间假设线性关联，而是取而代之假设非线性的变化曲线。在此，合理的是，为计算设置多个支撑点，并且将能量eHPM,eLPM看作功率对(采样)时间点的积分。由此，变成对于一时间序列的函数观察两个值，该函数代表参量的变化曲线。

上述方程(代表物理关系)对于时间序列观察而言与关于时间点的观察是相同的，除了针对eHPM和eLPM的方程之外。能量eHPM对于维持旁路运行54的运行类型的这种情况等于集电器-再生功率和电池-再生功率在当前的采样时间点t与预测的时间点tP之间的时间段TPred内的积分。

能量值eHPM在此为：

在从旁路运行54切换到变换器运行52时的能量eLPM等于电池充电功率和集电器-再生功率在所述切换(t＝t+TSwitch)和预测的持续时间(t＝t+TPred)之后的与时间有关的积分：

上文从如下出发，即，针对发电机运行的变换器运行52具有最大效率，从而在图8的决策树中对于发电机运行不设置有从LPM切换到HPM中。但例如在较长时间在变换器运行52中进行下坡行驶之后车辆电池20可能充满电，由此(发电机式)旁路运行54c是更高效率的运行类型(架空导线-回馈)。在这种情况下，切换到旁路运行54中是合理的。

下面匹配针对回收潜力eLPM和eHPM的计算算法，其中，在图9中示出相应的决策树。基本上，用于能量计算的开始时间点分别根据相应的实际状态来匹配(要么是t＝t要么是t＝t+TSwitch)，由此切换到相应另一种运行类型考虑到通过所述切换失去的能量。

在旁路运行54中保留的能量eHPM等于在开始时间tHPM和预测的时间tP时的电池充电功率和再生的集电器功率的平均值乘以持续时间“tP-tHPM”。根据当前的运行类型(LPM或HPM)，将开始时间tHPM调整为t或tS＝t+TSwitch。

由此，对于时间预测在伪码中适用的是：

tP∶＝t+TPred

if(ActMode＝＝HPM&&DesMode＝＝HPM)tHPM:＝t

if(ActMode＝＝LPM&&DesMode＝＝LPM)tHPM:

＝t+TSwitch

发电机电流IE为：

IE(tHPM)＝f(mEMDes(tHPM),nEM(tHPM),UE(tHPM)

＝UP(tHPM),IEMin(tHPM))

IE(tP)＝f(mEMDes(tP),nEM(tP),UE(tP)

＝UP(tP),IEMin(tP))

最大的变换器电流ID1为：

ID1(tHPM)＝min(ID1Max(tHPM),-IE(tHPM))

ID1(tP)＝min(ID1Max(tP),-IE(tP))

变换器电流ID2得出为：

电池充电电流IBHPM为：

IBHPM(tHPM)＝min(ID2(tHPM),IBChargeMax(tHPM))

IBHPM(tP)＝min(ID2(tP),IBChargeMax(tP))基于电流极限IB,ID的变换器电流ID1的更新-值为：

在旁路运行期间回馈的集电器电流IPHPM在此为：

IPHPM(tHPM)

＝max(IE(tHPM)+ID1(tHPM),IPMin(tHPM))

IPHPM(tP)＝max(IE(tP)+ID1(tP),IPMin(tP))

为了在驱动系预测中限制电机48的转矩mEMDes，基于针对IB,ID和IP的电流极限得出针对发电机电流的最大值IEDrainMax：

IEDrainMax(tHPM)＝IPHPM(tHPM)-ID1(tHPM)

IEDrainMax(tP)＝IPHPM(tP)-ID1(tP)

能量值eHPM由此为：

eHPM＝(a1*IBHPM(tHPM)*UB(tHPM)-a2

*IPHPM(tHPM)*UP(tHPM)+a1*IBHPM(tP)

*UB(tP)-a2*IPHPM(tP)*UP(tP))*0,5

*(tP–tHPM)

类似地，在从HPM切换到LPM时的能量eLPM由在开始时间tLPM和预测的时间(tP＝t+TPred)时的电池充电功率和集电器-再生功率的平均值乘以持续时间“tP-tLPM”得出。

根据当前的运行类型(LPM或HPM)，将开始时间要么调整为tLPM＝t要么调整为tLPM＝t+TSwitch

tP∶＝t+TPred

if(ActMode＝＝LPM&&DesMode＝＝LPM)tLPM:＝t

if(ActMode＝＝HPM&&DesMode＝＝HPM)tLPM:

＝t+TSwitch

发电机电流由此得出为：

IE(tLPM)＝f(mEMDes(tLPM),nEM(tLPM),UE(tLPM)

＝UB(tLPM),IEMin(tLPM))

IE(tP)＝f(mEMDes(tP),nEM(tP),UE(tP)

＝UB(tP),IEMin(tP))

在旁路运行期间的电池充电电流或电池电流IBLPM为：

IBLPM(tLPM)＝min(-IE(tLPM)),IBChargeMax(tLPM))

IBLPM(tP)＝min(-IE(tP),IBChargeMax(tP))变换器电流ID2为：

为了在驱动系预测中限制电机48的转矩mEMDes，基于针对IB,ID和IP的电流极限得出针对发电机电流的最大值IEDrainMax：

IEDrainMax(tLPM)＝ID2(tLPM)-IBLPM(tLPM)

IEDrainMax(tP)＝ID2(tP)-IBLPM(tP)

回馈的集电器电流由此为：

算得的能量值eLPM由此为：

eLPM＝(a1*IBLPM(tLPM)*UB(tLPM)-a2*IPLPM(tLPM)

*UP(tLPM)+a1*IBLPM(tP)*UB(tP)-a2

*IPLPM(tP)*UP(tP))*0,5*(tP-tLPM)

对于经积分的能量值相应得出：

对于积分形式，参照借助图8阐释的示例相应地匹配时间极限。

图9示出用于根据上述实施例确定变量DesModeEff的流程图。

在该实施方案中，在方法步骤90中的比较结果为正的情况下，开始方法步骤100，在该方法步骤中检查：当前的实际-运行类型ActMode是等于设定-运行类型DesMode还是等于变换器运行52。如果在方法步骤100中得到负比较结果，则在方法步骤102中将变量DesModeEff置于变换器运行52。在方法步骤100中的比较结果为正的情况下，在方法步骤104中调整持续时间tHPM和tLPM。接着，在方法步骤106中计算能量值eLPM和eHPM并且将其相互比较。在比较时，考虑到能量迟滞eHyst，以便抑制在运行类型52,54之间过于频繁的切换。在此，尤其是执行如下比较，即，能量值eLPM是否小于能量值eHPM和能量迟滞eHyst之差。在比较为正的情况下，在方法步骤108中将变量DesModeEff置于旁路运行54。在比较结果为负的情况下，实施方法步骤102。

在方法步骤90中的比较结果为负的情况下，开始方法步骤110，在该方法步骤中检查：当前的实际-运行类型ActMode是否等于旁路运行54。如果在方法步骤110中得到负比较结果，则在方法步骤112中将变量DesModeEff置于旁路运行54。在方法步骤110中的比较结果为正的情况下，在方法步骤114中调整持续时间tHPM和tLPM。接着，在方法步骤116中计算能量值eLPM和eHPM并且将其相互比较。在此，尤其是执行如下比较，即，能量值eLPM是否大于能量值eHPM和能量迟滞eHyst之和。在比较为正的情况下，在方法步骤118中将变量DesModeEff置于变换器运行52。在比较结果为负的情况下，实施方法步骤112。

备选地，在方法步骤106和116中可行的是，省却能量迟滞eHyst，因为已经通过切换时间TSwitch将一定的迟滞引入到要比较的回收潜力中，从而不一定需要附加的迟滞eHyst。

通过考虑在运行类型52和54之间的双向切换，基于改进的可变性和灵活性实现机动车2的改进的性能。

上面借助图3至9描述的方法优选由机动车2的控制器120实施(图1)。换言之，机动车2的行驶运行由控制器120控制和/或调节。在此，控制器120例如具有数据存储器，在该数据存储器上存储有运行软件，所述方法在该运行软件中在程序技术上实施。

所要求的发明不局限于上述实施例。相反地，本发明的其他变型方案也可由本领域技术人员由此在公开的权利要求书的范围中导出，而不偏离所要求的发明的主题。尤其是，此外所有结合不同的实施例所描述的单个特征在所公开的权利要求书的范围内也能够以其他方式来组合，而不偏离所要求的发明的主题。

附图标记列表

2 机动车

4 牵引车辆

6 挂车

8 车辆框架

10 车辆驾驶室

12 车辆车体

14 驱动系

16 架空导线

18 行车道

20 车辆电池

22 集电器

24 车辆顶部

26 驱动机

28 高压耗电器

30 车载电网

32 电池开关

34 变换器线路

36 直流电压变换器

36a 接头侧/输入侧

36b 接头侧/输出侧

38 旁路线路

40 旁路开关

42 集电器保护器

44 电池保护器

46 换流器

48 电动马达/电动机

50 运行类型/电池运行

52 运行类型/变换器运行

54 运行类型/旁路运行

56,58 区段

60 输入条件

61,62,64,65 行动

66 转变条件

67,68,70,71 行动

72,74 转变条件

75,76,78,79 行动

80 转变条件

81 方法开始

82至118 方法步骤

120 控制器

vVeh 车辆速度

vThreshold 速度阈值

vHyst 速度迟滞

IB 电池电流

UB 电池电压

IE 输入电流/发电机电流

UE 输入电压/发电机电压

IP 集电器电流

UP 集电器电压

ID1,ID2 变换器电流

UD 变换器电压

TSwitch 切换时间

DesModeEff 变量

DesMode 设定运行类型

ActMode 实际运行类型

mEMDes 转矩

t 时间

t0,t1,t2,t3,t4 时间点

tHPM,tLPM 持续时间

Claims (10)

1.用于运行电驱动的或能电驱动的机动车(2)的方法，所述机动车具有：用于与在行车道(18)上方伸延的架空导线(16)接触导通的集电器(22)；和与所述集电器(22)联结的驱动系(14)，其中，在架空导线运行期间，在架空导线运行中，所述集电器(22)与所述架空导线(16)接触导通，根据车辆速度(vVeh)和算得的回收潜力在变换器运行(52)与旁路运行(54)之间进行切换，在所述变换器运行中，电能引导经过连接在所述集电器(22)与所述驱动系(14)之间的直流电压变换器(36)，在所述旁路运行中，电能引导经过与所述直流电压变换器(36)并联连接的旁路线路(38)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述车辆速度(vVeh)大于第一速度阈值时，并且当针对所述旁路运行(54)的回收潜力在能量方面比针对所述变换器运行(52)的回收潜力更有利时，则从所述变换器运行(52)切换到所述旁路运行(54)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述车辆速度(vVeh)小于第二速度阈值时，或者当针对所述变换器运行(52)的回收潜力在能量方面比针对所述旁路运行(54)的回收潜力更有利时，则从所述旁路运行(54)切换到所述变换器运行(52)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，借助所述驱动系(14)的电动马达(48)的转矩(mEMDes)计算所述回收潜力。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，借助行驶特性预测来预估所述转矩(mEMDes)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，借助导航数据和/或车辆数据和/或交通数据来确定所述行驶特性预测。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，在转矩(mEMDes)为负的情况下确定针对所述变换器运行(52)的第一能量值(eLPM)和针对所述旁路运行(eHPM)的第二能量值(eHPM)，其中，将各所述能量值(eLPM,eHPM)相互比较。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在比较各所述能量值(eLPM,eHPM)时，考虑到针对能量迟滞的值(eHyst)。

9. 电驱动的或能电驱动的机动车(2)，所述机动车具有：

-用于与在行车道(18)上方伸延的架空导线(16)接触导通的集电器(22)；和

-与所述集电器(22)联结的驱动系(14)；以及

-连接或能连接在所述集电器(22)与所述驱动系(14)之间的直流电压变换器(36)；和

-并联于所述直流电压变换器(36)连接或能连接的旁路线路(38)，以及

-用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的控制器(120)。

10.在数据载体上的软件，所述软件用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

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