CN102712315A - 用于运行车辆的混合驱动装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车的混合驱动装置（1）的方法，所述混合驱动装置具有内燃机（3）和第一电机（5），所述混合驱动装置（1）基于额定力矩预设值（MSoll,F）产生驱动机动车的总力矩（MGes,Ist），其中，在所述额定力矩预设值（MSoll,F）变化一个值（ΔMSoll）期间进行的不稳定工况中，所述总力矩（MGes,Ist）通过由所述内燃机（3）产生的驱动力矩（M1,Ist）和由所述第一电机（5）产生的驱动力矩（M2,Ist）的相加来产生。根据本发明，设置有至少一个第二电机（7），在所述不稳定工况期间为了产生所述内燃机（3）和所述第一电机（5）的总力矩（MGes,Ist）而接通所述第二电机。

Description

用于运行车辆的混合驱动装置的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于运行机动车的混合驱动装置的方法以及一种根据权利要求14的机动车。
背景技术
通常，机动车的混合驱动装置构造成并联式混合动力装置或功率分支式混合动力装置。为此，机动车的动力总成***通常具有内燃机和电机。在功率分支式混合动力装置中，电机一方面在驱动机动车时支持内燃机，另一方面，电机在再生工况中为机动车的电储存器和/或整车电路网络供应所需的电能。
另外，电机在混合驱动装置中可用于将不稳定工况中内燃机的延迟响应朝力矩预设值补偿，也就是说，电机支持内燃机以便更快速地达到混合驱动装置的力矩预设值。内燃机的延迟响应在涡轮增压的柴油机中并且尤其是在涡轮增压的汽油机中在所谓的涡轮迟滞的情况下出现。在汽油机中，延迟响应以及由此不稳定工况基于吸入空气的空气路径的受限动态。汽油机和柴油机大多具有用于调整空气质量流量的电子节气门。加速踏板与所述电子节气门机械脱耦。进气管静止时间、涡轮增压器的延迟的增压压力建立和空气路径中的动态的填充效率不允许高动态地调节预设定的空气质量流量和由此产生的内燃机转矩。通过干涉点火角电路可改善内燃机的响应特性，但在此情况下内燃机的效率变差，由此，燃料消耗和废气排放提高。
电机的转矩控制装置具有相对于内燃机非常大的动态性。因此，DE 102006 044 427 A1描述了一种用于运行机动车的混合驱动装置的方法，其中，内燃机的不稳定工况通过电机来补偿。不利的是，在这种方法中，仅可这样长时间地保证动态的动力总成***，直到电机到达其***极限。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种方法，通过所述方法，混合驱动装置尤其是在内燃机的不稳定工况中进一步得到改善并且尤其是其动态性得到提高。此外，本发明的目的在于，提供一种机动车，所述机动车可通过所述方法来运行。
所述目的通过权利要求1和14的特征来实现。本发明的有利的扩展构型在从属权利要求中公开。
根据权利要求1的特征部分，设置有至少一个第二电机，所述第二电机产生驱动力矩，所述驱动力矩在不稳定工况中与内燃机和第一电机的驱动力矩一起相加成总力矩。以此方式可获得动力总成***的动态性——即使两个电机之一不可独立补偿内燃机的稳定工况，例如因为达到电机的***极限。
尤其是内燃机和第一电机可形成机动车的桥驱动装置、尤其是用于前桥的桥驱动装置，其中，内燃机和第一电机通过公共的变速器输出。优选第二电机可与第一电机和内燃机无关地形成桥驱动装置、尤其是用于后桥的桥驱动装置。由此，第一和第二电机可彼此无关地为用于驱动车辆的力矩作出贡献，由此，可转换机动车的特别高效且动态的全轮驱动。
在一个具体实施形式中，可将第一或第二电机在不稳定（时间）间隔开始时在激活第二或第一电机之后在时间上延迟一个时间错位量地接通，或者所述第一或第二电机的驱动力矩关于由第二或第一电机产生的驱动力矩在时间上延迟该时间错位量地上升。作为替换方案，可将第一和第二电机在不稳定间隔开始时同时接通。另外，可在不稳定间隔结束时相对于第一或第二电机以一个时间错位量超前地使第二或第一电机去激活/不工作，或者所述第一或第二电机的驱动力矩关于由第二或第一电机产生的驱动力矩在时间上延迟该时间错位量地降低。在时间上延迟地激活或去激活第一或第二电机例如可与效率无关地进行。
尤其是第一和/或第二电机可在不稳定间隔之前和/或之后在惯性行驶工况中或再生工况中运行或被去激活，和/或由混合驱动装置产生的总力矩在不稳定间隔之前和/或之后通过内燃机和/或第一电机和/或第二电机的驱动力矩形成。由此，第一和/或第二电机可在不稳定间隔之前和/或之后支持性地或仅仅用于牵引机动车。通过电机的惯性行驶工况或者说再生工况，在内燃机的不稳定工况期间消耗的能量可带有效率地又输送给能量储存器。此外，在惯性行驶工况或者说再生工况中获得的电能可带有效率地用于供给整车电路网络。
优选用于控制内燃机、第一电机和第二电机的控制装置可分别计算所属的第一至第三额定力矩/理论转矩，确切地说尤其是基于内燃机、第一电机和/或第二电机的运行状态来计算。通过在计算额定力矩时考虑各个总成的运行状态，混合驱动装置的效率可提高。此外，在计算额定力矩时可考虑电机的效率、功率电子装置的温度、电池的温度和/或电池的充电状态。
在一个具体实施形式中，控制装置可根据至少一个借助于传感器确定的参数、尤其是加速踏板行程来计算第一至第三额定力矩。由此可将使用者方的力矩要求例如在超车动作中以直接方式通过控制技术上简单的解决方案纳入到额定力矩的计算中。
在使用尤其是具有距离保持/遵循功能、例如自适应巡航控制功能的速度调节装置时，控制装置可根据通过速度调节装置获得的参数来计算第一至第三额定力矩。在此，参数例如可以是到在前行驶车辆的距离，所述距离通过雷达传感器获得。
尤其是可通过确定的或由控制装置计算的极限值来限制额定力矩。以此方式可在控制技术上简单地避免驱动总成、尤其是电机由于过载而受损。
在一个具体实施形式中，可由控制装置根据至少一个借助于传感器确定的参数、尤其是能量储存器的温度、能量储存器的充电状态或功率电子装置的温度来计算极限值。一方面，由此可保证在能量储存器、例如电池中存在足够的能量。另一方面，可避免能量储存器或者说电机的功率电子装置过热。恰恰是电机的功率电子装置可由于高的电流而易于过热受损。通过在计算额定力矩的极限值时考虑功率电子装置的温度而避免这种受损。
附图说明
下面借助于附图描述本发明的实施例。附图表示：
图1机动车的混合驱动装置的原理视图；以及
图2和图3用于一个内燃机和两个电机的由控制装置计算的额定力矩的时间-力矩曲线图。
具体实施方式
图1中示出了机动车的混合驱动装置1的示意性原理视图。如从图1中所获知的那样，混合驱动装置1具有内燃机3、第一电机5和第二电机7。
内燃机3以及第一电机5分别将实际力矩M1,Ist、M2,Ist传递给变速器9，用于车辆的前桥11的驱动力矩M1+2,Ist通过所述实际力矩产生。第二电机7将驱动力矩M3,Ist直接传递给后桥13。通过驱动力矩M1+2,Ist和驱动力矩M3,Ist的相加，获得驱动机动车的总力矩MGes,Ist。
如从图1中可看到的那样，内燃机3以及第一和第二电机5、7与控制装置15的分析处理装置14在控制技术上连接。另外，从图1获知，控制装置15的额定力矩计算单元16在信号技术上与用于加速踏板行程a的传感器17、具有距离传感器的速度调节装置19、用于电池温度TB的传感器21、用于电池充电状态LB的传感器23和用于功率电子装置温度TE的传感器25连接。
根据图1，额定力矩计算单元14基于由传感器17获得的加速踏板行程a或者说由速度调节装置19传输的参数b计算混合驱动装置1的额定力矩MSoll,F。在使用具有距离保持功能的速度调节装置19的情况下，所传输的参数b例如可以是通过雷达传感器获得的到在前行驶车辆的距离。
如从图1可看到的那样，分析处理装置14基于额定力矩MSoll,F根据内燃机3以及电机5、7的运行状态产生第一至第三额定力矩M1,Soll、M2,Soll、M3,Soll。第一至第三额定力矩M1,Soll、M2,Soll、M3,Soll作为控制信号分别传送给内燃机3的控制装置和电机5、7的控制装置。内燃机3和电机5、7于是根据额定力矩M1,Soll、M2,Soll、M3,Soll产生实际力矩M1,Ist、M2,Ist、M3,Ist。
图2示出了由控制装置15计算并且传导给内燃机3以及电机5、7的额定力矩M1,Soll、M2,Soll、M3,Soll的示例性时间变化曲线。另外，图2中示出了混合驱动装置1的未经滤波的额定力矩MSoll,U以及经滤波的额定力矩MSoll,F的变化曲线。
未经滤波的额定力矩MSoll,U相应于在使用者方操作加速踏板所要求的力矩。作为替换方案，未经滤波的额定力矩MSoll,U可相应于速度调节装置19所要求的力矩。未经滤波的额定力矩MSoll,U由控制装置15的额定力矩计算单元16在考虑混合驱动装置1的最大转换性的情况下转变成经滤波的额定力矩MSoll,F。混合驱动装置1的经滤波的额定力矩MSoll,F的时间变化曲线相应于内燃机3和两个电机5、7的相加的额定力矩M1,Soll、M2,Soll、M3,Soll的时间变化曲线。两个电机5、7的额定力矩M2,Soll、M3,Soll的总和为额定力矩M2+3,Soll，图2中也示出了所述额定力矩的时间变化曲线。
在图2和图3的曲线图中，出于清楚原因而没有示出实际驱动力矩M1,Ist、M2,Ist、M2+3,Ist以及MGes,Ist的时间变化曲线。所述实际驱动力矩在其时间变化曲线方面稍微在时间上延迟地跟随相对应的给定驱动力矩M1,Soll、M2,Soll、M3,Soll、M2+3,Soll以及MSoll,F的时间变化曲线。
根据图2，在未经滤波的额定力矩MSoll,U提高一个值ΔMSoll时，经滤波的额定力矩MSoll,F在不稳定间隔Δt内一直上升到相应的稳定值。在此，为了实现稳定值，两个电机5、7的额定力矩M2,Soll、M3,Soll支持内燃机3的额定力矩M1,Soll。到额定力矩M2,Soll、M3,Soll的分摊借助于两个电机5、7的效率和极限值观测来进行。
从图2获知，第一电机5的额定力矩M2,Soll具有极限值GW，所述极限值表示第一电机5的***极限。极限值GW由控制装置15借助于用于电池温度TB的传感器21、用于电池充电状态LB的传感器23和用于功率电子装置温度TE的传感器25的信号来计算。
另外，如从图2获知的那样，第二电机7的额定力矩M3,Soll在不稳定间隔Δt开始时关于第一电机5的额定力矩M2,Soll以一个时间错位量Δt1在时间上延迟地提高。在不稳定间隔Δt结束时，第二电机7的额定力矩M3,Soll关于第一电机5的额定力矩M2,Soll以一个时间错位量Δt2超前地降低。
在不稳定间隔Δt之前或者说之后，两个电机5、7以惯性行驶工况运行。通过摩擦和磁反力，额定力矩M2,Soll、M3,Soll在所述范围内为负。作为替换方案，两个电机5、7在不稳定间隔Δt之前或者说之后也可主动地用于再生。
如上已述，在根据图2中的曲线图的时间错位量Δt1结束之后，第二电机7在时间上延迟地接通。第二电机7的接通在此在控制装置15确定第一电机5将达到其***极限时的时刻进行。因此，通过接通第二电机5保证，经滤波的总额定力矩MSoll,F被全部三个机器3、5、7达到。
图3的曲线图中示出的运行策略基本上相应于图2中的运行策略。但与图2不同，第二电机7的接通不是在时间上延迟一个时间错位量Δt1地进行，而是与第一电机5同时地进行，以便避免第一电机5达到其***极限。

Claims (14)

1.一种用于运行机动车的混合驱动装置（1）的方法，所述混合驱动装置具有内燃机（3）和第一电机（5），所述混合驱动装置（1）基于额定力矩预设值（MSoll,F）产生驱动机动车的总力矩（MGes,Ist），其中，在所述额定力矩预设值（MSoll,F）变化一个值（ΔMSoll）期间进行的不稳定工况中，所述总力矩（MGes,Ist）通过由所述内燃机（3）产生的驱动力矩（M1,Ist）和由所述第一电机（5）产生的驱动力矩（M2,Ist）的相加来产生，其特征在于：设置有至少一个第二电机（7），所述第二电机在所述不稳定工况期间为了产生所述内燃机（3）和所述第一电机（5）的总力矩（MGes,Ist）而接通。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：通过所述第二电机（7）产生一驱动力矩（M3,Ist），为了进一步降低在其中发生所述不稳定工况的不稳定间隔（Δt），将该驱动力矩与所述内燃机（3）的和所述第一电机（5）的驱动力矩（M1,Ist，M2,Ist）一起相加成所述总力矩（MGes,Ist）。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：所述内燃机（3）和所述第一电机（5）形成机动车的桥驱动装置、尤其是用于前桥（11）的桥驱动装置，其中，所述内燃机（3）和所述第一电机（5）通过公共的变速器（9）输出。
4.根据权利要求1、2或3的方法，其特征在于：所述第二电机（7）与所述第一电机（5）和所述内燃机（3）无关地和/或机械脱耦地形成一桥驱动装置、尤其是用于后桥（13）的桥驱动装置。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于：将所述第一电机（5）或第二电机（7）在所述不稳定间隔（Δt）开始时在激活所述第二电机（7）或第一电机（5）之后在时间上延迟一个时间错位量（Δt1）地接通，或者所述第一电机或第二电机的驱动力矩（M2，Ist，M3,Ist）关于由所述第二电机（7）或第一电机（5）产生的驱动力矩（M3，Ist，M2,Ist）在时间上延迟该时间错位量（Δt1）地上升。
6.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于：将所述第一电机（5）和第二电机（7）在所述不稳定间隔（Δt）开始时同时接通。
7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于：所述第一电机（5）或第二电机（7）在所述不稳定间隔（Δt）结束时相对于所述第二电机（7）或第一电机（5）超前一个时间错位量（Δt2）地被去激活，或者所述第一电机或第二电机的驱动力矩（M2,Ist，M3,Ist）关于由所述第二电机（7）或第一电机（5）产生的驱动力矩（M3,Ist，M2,Ist）在时间上延迟该时间错位量（Δt2）地降低。
8.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：所述第一电机（5）和/或第二电机（7）在所述不稳定间隔（Δt）之前和/或之后在惯性行驶工况中或再生工况中运行或被去激活，和/或由所述混合驱动装置（1）产生的总力矩（MGes,Ist）在所述不稳定间隔（Δt）之前和/或之后通过所述第一电机（5）和/或所述第二电机（7）和/或所述内燃机（3）的驱动力矩（M1,Ist）形成。
9.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：用于控制所述内燃机（3）、所述第一电机（5）和所述第二电机（7）的控制装置（15）分别计算所属的第一额定力矩（M1,Soll）、第二额定力矩（M2,Soll）和第三额定力矩（M3,Soll），确切地说尤其是基于所述内燃机（3）、所述第一电机（5）和/或所述第二电机（7）的运行状态来计算。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于：所述控制装置（15）根据至少一个借助于传感器（17）确定的参数、尤其是加速踏板行程（a）来计算所述第一额定力矩（M1,Soll）、第二额定力矩（M2,Soll）和第三额定力矩（M3,Soll）。
11.根据权利要求9或10的方法，其特征在于：所述控制装置（15）根据通过——尤其是具有距离保持功能的——速度调节装置（19）获得的参数（b）来计算所述第一额定力矩（M1,Soll）、第二额定力矩（M2,Soll）和第三额定力矩（M3,Soll）。
12.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：通过至少一个确定的或由所述控制装置（15）计算出的极限值（GW）来限制所述第一额定力矩（M1,Soll）、第二额定力矩（M2,Soll）和第三额定力矩（M3,Soll）。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于：由所述控制装置（15）根据至少一个借助于传感器（21，23，25）确定的参数、尤其是能量储存器的温度（TB）、能量储存器的充电状态（LB）或功率电子装置的温度（TE）来计算所述极限值（GW）。
14.一种机动车，具有混合驱动装置（1），所述混合驱动装置能借助于根据上述权利要求之一的方法来运行。
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