JP4691191B2 - ハイブリッド駆動部の駆動方法 - Google Patents
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Description
DE 102 02 531 A1から、車両のハイブリッド駆動の制御用の方法が公知である。ハイブリッド駆動は、駆動機器として内燃機関と少なくとも1つの電気機器を有している。駆動機器の駆動シャフトは、車両のドライブトレインと結合可能であり、その際、負のトルク要求(制動)時には、車両のドライブトレインで、発電機駆動モードでの少なくとも1つの電気機器の特性マップに基づく制御が行われる。少なくとも1つの電気機器の制御は、目標制動トルク MA, Soll 及び車両速度 v に依存して行われる。制御は、インターフェースを介して、所要信号を得て、少なくとも1つの電気機器用の制御信号を形成する機能モジュールを処理する再生ストラテジーブロックにより行われる。DE 102 02 531 A1から公知の方法によると、制動モジュールセレクターが設けられており、この制動モジュールセレクターは、インターフェースに供給された信号に依存して、選択的に制動用の種々異なる駆動モードを作動状態にし、その際、各制動モードは、純粋に再生的な制動
(rein regeneratives Bremsen)、組み合わされた再生的且つ機械的な制動
(kombiniertes regeneratives und mechanisches Bremsen)並びに純粋に機械的な制動
(rein mechanisches Bremsen)を含む。
本発明の課題は、所要制動トルクの値が、ハイブリッド駆動の内燃機関に生じるエンジンブレーキトルクの値 MSchlepp よりも小さい、ハイブリッド駆動用の駆動ストラテジーを提供することにある。
(Rekuperationspotenzial)を最適に利用することができるようになる。ハイブリッド駆動の再生電位を最適に利用することによって、ハイブリッド駆動部付の車両の、このような特殊な走行領域内で、殊に制動時に、燃料消費を低減することができるようになる。なるほど、ここで考察している駆動領域は、駆動部により生じる走行サイクル内で起こり得る各状態にほんの僅かしか関与しないが、提案されている駆動/制動ストラテジーが積極的に作用する各状況は生起し得る。例えば、外部点火式内燃機関に内在する、エンジンブレーキトルク MSchlepp に起因する遅延による制動よりも強く制動されないやや傾斜した走行路上での交通渋滞を挙げることができる。
トルク TEM, l = TGE, gef - TVB, Schlepp > 0 が生じる。
トルク TEM, 2 = TGE, gef - TVB,min < O
を形成する。
以下、本発明について、図示の実施例を用いて詳細に説明する。
図1は、内燃機関と電気駆動部とクラッチを有するパラレルハイブリッド駆動の構造を示す図、
図2は、2つの判断可能性がある、駆動部の入口側で要求されるトルクに亘って記載した制動領域を示す図、
図3は、エンジンブレーキ動作で駆動される内燃機関と、モーター駆動で駆動される電気駆動部を備えた、ハイブリッド駆動される車両内に形成される出力の流れを示す図、
図4は、最小駆動トルクで駆動される内燃機関と、発電機駆動で駆動される電気駆動部を備えた、ハイブリッド駆動される車両内に形成される出力の流れを示す図、
図5は、制動機能ブロックの各入力量と、伝動装置入口トルクと伝動装置の入口に供給される回転数に依存する、内燃機関の回転トルクの検出を示す図、
図6は、伝動装置入口での各入力量トルクと、伝動装置での回転数と、出力量としての、内燃機関の目標トルクを記載した、図2に示した制動領域内での駆動ストラテジーを実行するための信号流れ図である。
図1は、車両用のハイブリッド駆動、殊に、パラレルハイブリッド駆動の構造を示す図である。
に分岐することが示されている。これは、駆動部の入口で要求されるトルク TGE, gef に依存している。要求された駆動部の入口のトルク TGE, gef が、0よりも小さい場合、即ち、制動過程が生じており、且つ、内燃機関12のエンジンブレーキトルク TVB, Schlepp よりも大きい場合、図5に示されている制動機能ブロック44はアクティブとなる。従って、制動ストラテジーを用いるための条件は、
TVB, Schlepp < TGE, gef < 0
である。
によって示されたエンジンブレーキ動作中であるか、又は、内燃機関12は、当該内燃機関の最小駆動トルク TVB, min > 0 に調整されていない。外部点火内燃機関では、 0 〜 TVB, min のトルクが形成されており、即ち、内燃機関12の最小駆動トルクが形成される。と言うのは、この領域内では、燃料噴射量は一定に保持され、トルクの低減は、点火角度調整を介してしか行うことができないからである。この有意義でない領域は、図2に参照数字28で示されている。内燃機関12のエンジンブレーキ動作は、参照数字26によって示されており、内燃機関が駆動する駆動領域、即ち、内燃機関12の駆動領域は、図2に、参照数字30によって示されており、この駆動領域内で、伝動装置入口で要求されるトルク TGE, gef は、内燃機関12の最小駆動トルク TVB, min を上昇させる。
内か、又は、当該内燃機関の最小駆動トルク(
によって示されている)で駆動されているかどうかに応じて、電気駆動部が、内燃機関12の各々の駆動変形モードの少なくとも1つに適合する。
のエンジンブレーキ動作によると、内燃機関12のエンジンブレーキトルク
TVB, Schlepp は、0より小さく、少なくとも1つの電気駆動部は、モーター駆動で駆動され、且つ、トルク TEM,1 は、0より大きい。ハイブリッド駆動される車両のドライブトレイン中調整される出力の流れは、図3に示されている。エンジンブレーキ動作
では、少なくとも1つの電気駆動部14に、車両43及び伝動装置18を介してトルクが伝達される。少なくとも1つの電気駆動部14は、エンジンブレーキ動作モード
で作用する、内燃機関12の制動トルクに対する差を調整し、その際、少なくとも1つの電気駆動部14は、モーターとして作動し、トルク TEM, l = TGE, gef - TVB, Schlepp> 0 を提供する。エンジンブレーキ動作
の変形モードのために、図3の出力の流れが分かるように、少なくとも1つの駆動部14は、少なくとも1つの内燃機関12を駆動し、出力をエネルギー蓄積器40から受け取る。エンジンブレーキ動作
で駆動される内燃機関12と、車両43の燃料タンク42とが結合されておらず、即ち、燃料タンク42からハイブリッド駆動部10の内燃機関12への「出力の流れ」は行うことができない。
では、図4に図示された、ハイブリッド駆動される車両のドライブトレインでの出力の流れが調整される。内燃機関12が最小駆動トルク TVB, min > 0 で駆動される場合、少なくとも1つの電気駆動部14は、発電機駆動で駆動され、トルク TEM, 2 < 0 を供給する。この場合、内燃機関12は、当該内燃機関の最小駆動トルク TVB, min を点火角度調整なしに供給する。燃料タンク42から内燃機関12への「出力の流れ」が調整され、この内燃機関12から少なくとも1つの電気駆動部14への出力の流れが調整される。車両及び車両駆動部18は、
で示された駆動期間中同様に、トルク成分を少なくとも1つの電気駆動部14に供給し、その結果、この場合、発電機駆動で駆動される、少なくとも1つの電気駆動部14は、車両43の少なくとも1つのエネルギー蓄積器40を蓄電する。少なくとも1つの電気駆動部14に作用するトルクは、図4に示された、形成された出力の流れにより、少なくとも1つのエネルギー蓄積器40の蓄電のために利用される。この場合、少なくとも1つの電気駆動部は、トルク TEM, 2 = TGE, gef - TVB, min < 0を受け取る。
に対して算出されて、比較される両コスト(Kosten)が定義される。後述の各式では、効率はさしあたり無視され、図5及び6の各ブロック接続図では、効率は、特性マップ内で考慮される。
nGE は、内燃機関12用の消費特性マップにも供給される。車両伝動装置18で要求される伝動装置入口トルク TGE は、第3の加算点74にも第1の加算点70にも供給される。特性曲線フィールド60から求められた、回転数信号 n_GE に対応する最小駆動トルク TVB, min が、一方では、スイッチ90に直接供給され、他方では、第1の加算点70で、負の極性が付加されて伝送される。情報T_EM2は、内燃機関が最小駆動トルクで駆動される場合に、少なくとも1つの電気駆動部14によって発電機モードで受け取られるトルクの場合に形成される。特性マップ60から求められた最小駆動トルク TVB, min 用の値は、更に、第2の加算点72で、負の極性を付加されて形成される。第3の加算点74では、入口側に供給されている、要求されたトルク TGE 用の値及び特性曲線48から求められた、内燃機関12のエンジンブレーキトルク TVB, Schlepp から、モーターモードで少なくとも1つの電気駆動部14のトルク用の値T_EM1が求められる。この値は、モーター駆動で駆動される少なくとも1つの電気駆動部14用の特性マップ76に供給される。この特性マップ76から、第3の乗算段82により、電気機器14から取り出された、モーターモードでのエネルギーE_EM1が求められる。 CBatt で、少なくとも1つのエネルギー蓄積器40から取り出されたエネルギー用の価格(Preis)が示され、この価格は、少なくとも1つのエネルギー蓄積器40のライフサイクルを形成するエネルギーを示し、このライフサイクル内で、 CBatt は、各駆動及び各制動に関するバッテリサイクル並びに充放電過程関するバッテリサイクルを考慮する。つまり:
CBatt = (CBatt,alt ・ EBatt,alt + CBatt,L・ EBatt,L) / (EBatt,alt + EBatt,L)
ここで、
CBatt,alt: 蓄電過程前の平均エネルギー価格(Energiepreis)
EBatt,alt: 蓄電過程前のバッテリーのエネルギー量
CBatt,L: 蓄電過程中の平均エネルギー価格
EBatt,L: 蓄電過程中給電されるエネルギー量
である。
EVB, inner 、即ち、エンジンブレーキトルクの克服及び外部トルクの形成は、回復可能な最大エネルギー量を成す。
T EM,2 ・2π・n GE ・Δt=E EM,2
第1の乗算器78は、値T_VB_inner及び信号 n_GE から、第2の乗算器68を用いて、同様に入口側で結合段84に供給される内燃機関の内部エネルギーEVB, inner を求める。T_VB_innerは、内燃機関12の内部トルクを示す。従って、内燃機関12が供給するトルクが意味することは、当該内燃機関12には摩擦損失がないということである。内燃機関12の内部トルクは、実際の駆動トルク(正)と牽引トルク(負)との間の差から算出される。この算出の際に、T_VB_innerの負の値が使用され、つまり、関係式:
E VB,inner =(T_VB, Schlepp - T_VB, min)・2π・n GE ・Δt
が使われる。
、又は、経済的に一層有利な最小駆動トルク TVB, min
が決定される。
Claims (7)
- 内燃機関(12)及び少なくとも1つの電気駆動部(14)並びに少なくとも1つのエネルギー蓄積器(40)及び車両伝動装置(18)を備えた車両のハイブリッド駆動部の駆動方法において、伝動装置の入口側の所要トルク TGE, gef <0 が生じている遅延期間中、内燃機関(12)を、エンジンブレーキ動作内か又は最小駆動トルク TVB, min で駆動し、ブレーキ機能モード(44)において実行されるブレーキストラテジ(24)が、前記内燃機関(12)のエンジンブレーキのためのエネルギーを取り出すためのコスト
Cl = EEM, l ・ CBatt
と、少なくとも1つのエネルギー蓄積器(40)内に蓄積されたエネルギーのコスト
C2 = CVB - EEM,2 ・ CVB / EVB, inner
との比較に基づいて、前記内燃機関(12)のエンジンブレーキ動作又は最小駆動トルクTVB,minでの動作のうちエネルギー効率の良い方を求める、
但し、上式において、
Cl :エネルギー蓄積器(40)のエネルギー取り出しコスト(Kosten)、
EEM, l :モーターモードでの電気駆動部(電気機器)(14)の取り出しエネルギー量、
CBatt :エネルギー価格(Energiepreis)
C2 :供給されたエネルギーのコスト、
EEM, 2 :発電機モードで駆動される電気駆動部(電気機器)(14)で前記エネルギー蓄積器(40)内に蓄積されたエネルギー、
CVB :前記内燃機関(12)の駆動エネルギー、
EVB, inner :前記内燃機関(12)の内部エネルギー
であり、
さらに、比較段(88)内で、入口側に印加されるファクター C1 及び C2 を比較し、該比較の際に、結合段(84)から各ファクター CVB, EEM, 2 及び EVB, inner を第4の加算点(86)に供給し、該第4の加算点(86)に、内燃機関(12)の駆動エネルギー用のコストファクターCVBを正の符号を以て供給し、第2の乗算器(80)内で EEM, 1 と CBatt との積を形成することを特徴とする方法。 - エンジンブレーキ動作で駆動される内燃機関(12)の場合、少なくとも1つの電気駆動部(14)をモーター駆動で駆動する請求項1記載の方法。
- 最小駆動トルクTVB, minで駆動される内燃機関(12)の場合、少なくとも1つの電気駆動部(14)を発電機モードで駆動し、少なくとも1つのエネルギー蓄積器(40)を蓄電する請求項1記載の方法。
- 少なくとも1つのエネルギー蓄積器(40)内に蓄積されるエネルギーを、関係式
TEM, 2 ・ 2π ・ nGE ・ Δt = EEM, 2
を用いて求め、内燃機関(12)の内部エネルギーを、関係式
EVB, inner = (TVB, Schlepp - TVB, min) ・ 2π ・ nGE ・ Δt
を用いて求め、該式において、
TEM, 2 :発電機モードでの電気駆動部(電気機器)(14)、
nGE :駆動部入口側の回転数、
TVB, Schlepp :前記内燃機関(12)のエンジンブレーキトルク、
TVB, min :前記内燃機関(12)の最小駆動トルク
である請求項1記載の方法。 - ファクター CBatt は、少なくとも1つのエネルギー蓄積器(40)の蓄電及び放電サイクルを考慮する請求項1記載の方法。
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