专利名称：用于运行车辆的混合驱动系统的方法和装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于运行车辆的混合驱动系统的方法，在所述混合驱动系统中内燃机和/或至少一个电机驱动车辆，其中所述电机由能量存储器供给能量或者所述电机将电能提供给能量存储器并且在预先确定的运行策略中调整混合驱动系统的工作点，所述运行策略取决于最优化参量，所述最优化参量要考虑内燃机的燃料消耗以及由能量存储器提供的能量，并且本发明涉及一种用于实施这种方法的装置。
背景技术：
带有混合驱动结构的车辆具有内燃机以及作为第二驱动设备的通常至少一个电机。这样在混合动力车辆的行驶运行过程中这两种驱动设备都能施加驱动转矩。所述电机在此例如在加速运行中为了提高行驶动力而施加较高的转矩，反之在正常的行驶运行中所述内燃机以有利的效率运行。将这种运行策略在混合驱动系统的控制设备中实施，从而按照要求消耗优化地、 功率优化地或者有害物质优化地触发电机和/或内燃机。电力驱动装置在此与能量存储器相连，所述能量存储器为电力驱动装置供给电能。如果所述内燃机处于牵引运行状态中，所述电力驱动装置以发电机形式工作，由此通过同一种能量供给能量存储器。由此所述能量存储器再次加充了能量。这种再次传输给能量存储器的能量也被称为再生能量。由文献DE 10 2006 012 859 Al已知一种用于车辆的混合驱动系统的制动策略， 在所述混合驱动系统中对于较低的、需求的制动转矩来说确定能量最优化的工作点，从而确保最优地利用这种再生潜力。为了调整内燃机的运行的在能量上最有利的变型方案，在制动策略中进行用于为了牵引内燃机所提取出的能量以及用于存储在能量存储器中的能量的成本比较。
发明内容
根据本发明的用于运行车辆的混合驱动系统的具有权利要求1的特征的方法在此具有以下优点，即从公共的电网中提取的能量被视为附加的能量类型并且在调整所述混合驱动系统的有利的工作点时同时考虑。通过将能量从外部的能量源供给能量存储器，其中在运行策略中评价通过将能量从外部的能量源传输到所述能量存储器中来进行考虑的最小化参量，使得被视为最小化参量的不同的成本函数类型或者成本类型单个地或者以组合的形式在求得所述混合驱动系统的最优的工作点时在车辆的预先确定的行驶情况中进行考虑。所述最小化参量也能够被视为最优化参量。所述最小化参量以有利的方式考虑能量当量和/或CO2当量和/或有害物质当量和/或资金的单元。对于(X)2当量来说，在一个工作点中每千瓦时产生的(X)2的量根据所加充的能量的量来确定。替代地考虑从外部电网提取的总能量。因此在所述混合驱动系统的每种运行情况中已知，车辆产生哪种(X)2排放。
同样的情况适用于有害物质当量，所述有害物质当量说明了每千瓦时以及每次加充的能量的量的由混合驱动系统在确定的工作点上产生的以及排出的有害物质。也足够的是，如果运行策略在求得所述混合驱动系统的有利的工作点时已知用于从电网中提取的总能量的量的当量，这例如能够是利用已知的电压进行充电。然而资金的成本，比如用于一千瓦时以及加充的能量的量或者用于从电网中提取的总能量的量的钱，通过所述混合驱动系统的运行策略进行考虑。在一种设计方案中成本函数优化地实施所述混合驱动系统的运行策略的通过所述最小化参量调整的工作点。在此要考虑车辆操纵者或者说车辆制造者的期望。因为除了所述最小化参量之外，还已知内燃机功率、电子驱动装置功率以及能够通过所述能量存储器施加的功率，运行策略如此调整所述混合驱动系统的工作点，从而产生了最小的燃料消耗或者电流消耗。当如此设置所述工作点，从而由车辆产生并且喷射出最小可能的有害物质消耗或者(X)2消耗时，就会一直进行成本函数优化。所述最小化参量因此允许所述运行策略的组合方案的最大可能的多样性。在一种改进方案中，所述通过将能量由外部能量源供给车辆所确定的最小化参量和/或所加充的能量的量由所述外部能量源传递给车辆，以便所述运行策略在确定工作点时随时能够支配所述最小化参量。以有利的方式无线地传递通过将能量从所述外部能量源传输到车辆所确定的最小化参量和/或无线地传递由所述外部能量源加充到车辆的能量的量。在本发明的另一种设计方案中，具有接触地(kontaktbehaftet)完成通过将能量由外部能量源传输给车辆所确定的最小化参量的传递和/或具有接触地完成所加充的能量从所述外部能量源传递到机动车。在充电过程期间最简单地实现这个过程。因而确保了， 这种对于运行策略来说必须的信息无论如何都会传输给车辆并且可供确定工作点使用。在一种改进方案中，所述最小化参量取决于关于燃料供给以及能量供给的未来的值来确定。所述未来的值在这里理解为在不同的站点上产生的成本，考虑将所述站点用于可能的能量传输。在此运行策略根据所期望的优化程度能够决定，应该在哪个时刻在哪个能量供给站上传输给车辆多少能量。燃料和能量的最小化参量以有利的方式在加充能量或者燃料的过程中传递给车辆。因而所供给的燃料或者所供给的能量的最小化参量马上可立即供驱动系统使用以在运行策略中进行处理。所述最小化参量但是也能够存储起来并且在需要时在运行策略中考
^^ ο替代地将燃料或者能量的最小化参量在车辆行驶的过程中传递到车辆上，这样做的优点是，驾驶员对此不仅能够决定他希望何时获得关于最小化参量的信息，而且对此也能够决定应当传递哪种最小化参量。本发明的另一种改进方案在于一种用于运行车辆的混合驱动系统的装置，在所述混合驱动系统中内燃机和/或至少一个电力驱动装置驱动车辆，其中所述电力驱动装置由能量存储器供给能量或者所述电力驱动装置为所述能量存储器提供能量并且在预先确定的运行策略中调整所述混合驱动系统的工作点，所述运行策略取决于最小化参量，所述最小化参量考虑所述内燃机的燃料消耗以及由所述能量存储器提供的能量。为了尽可能可变地形成所述混合驱动系统的运行策略，存在将能量从外部能量源供给所述能量存储器的器件，其中在运行策略中对通过将能量从所述外部能量源传输到能量存储器中来进行考虑的最小化参量进行评价。因而以通过公共电网加充到能量存储器中的能量的成本增加了所述能量存储器的能量成本。所述内燃机的能量成本以及电力驱动装置的能量成本因而能够单个地或者以组合的形式在求得所述混合驱动系统的最优的工作点时在车辆的预先确定的行驶情况中进行考虑。确定车辆的运行策略的混合驱动系统控制设备为了调整工作点以有利的方式与所述内燃机以及至少一个电力驱动装置相连，其中所述混合驱动系统控制设备通向车辆的用于接收所述最小化参量的第一接口，所述最小化参量涉及到从外部能量源传递到车辆的能量。因而确保了所述混合驱动系统控制设备获悉了所供给的能量的最小化参量，运行策略运行在所述混合驱动系统控制设备上并且所述混合驱动系统控制设备借助于所述运行策略确定了对于车辆的各个行驶情况最优的工作点，因为这种成本仅仅对于供电网络的操作者来说是已知的。在一种设计方案中，所述第一接口设计成人机接口。这样做的优点是，车辆使用者将需要的最小化参量输入车辆中，其中能够放弃用于传递信息的附加的技术上的器件，这提供了特别成本低廉的解决方案。在一种改进方案中，所述第一接口设计成用于外部通讯系统的插接连接件。一种这样的外部通讯系统布置在能量供给装置上或者能量供给装置的附近并且将与传递的能量相互关联的最小化参量提供给车辆以便进行进一步的加工。所述第一接口以有利的方式将外部的通讯系统无线地与车辆连接。在此为了传递信息能够使用已经存在于车辆中的无线接口，这在引入系统时降低了成本。在一种设计方案中，通过无线电连接或者红外连接或者感应的连接或者图像识别机构在所述外部通讯系统与车辆之间实现了无线的连接。在一种改进方案中，关于将能量从外部能量源供给车辆所确定的最小化参量的信息调制(aufmoduliert)到充电电流上，所述充电电流为了传递能量从所述外部能量源流向车辆。利用这种措施保证了，所述信息自动地利用能量供给的过程传递到车辆，而不需要通过驾驶员进行附加的手动操作。附加地，第二接口传递关于在车辆的内燃机中将要使用的燃料最小化参量的信息。所述关于使用的燃料的最小化参量的信息不仅提高了可供使用的值的多样性而且在确定最优的工作点时也改善了所述混合驱动系统控制设备的计算的精度。所述第二接口以有利的方式是插接接头，所述插接接头在接收燃料时插入到燃料供给装置中，由此一种电信号从所述燃料供给装置传递到车辆上。因而在加油过程中自动地实现了燃料的最小化参量的信息传递。在一种改进方案中所述第二接口是无线电接口、红外接口、感应的接口或者图像识别机构。通过使用利用无线的传递方法进行工作的接口，提高了可使用的方案的多样性。在一种设计方案中所述第一接口和/或第二接口与车辆控制设备相连，所述车辆控制设备与混合驱动系统控制设备进行通讯。因为所述车辆控制设备与已经具有用于环境的无线接口的移动电话网或者导航系统相连，所以就能够取消附加的接口，因为已经存在的一个或者多个用于通讯的接口与燃料供应商或者说能量供应商的外部通讯系统一起使用。
所述外部能量源以有利的方式设计成公共的电网，所述电网通过随车充电设备与高压电池相连。车辆使用者在此能够决定，想要从哪个外部能量源提取用于高压电池的电流，是从公共电网中提取还是从所谓的能量加充站中提取。尤其是从公共电网中提取能量会提高重新加充能量的可能性。
本发明允许众多的实施方式。其中之一应当借助于在附图中示出的示图进行详细解释。附图示出
图1是示范性的并联插入式混合驱动系统的示意性的示图， 图2是最小化参量的信息传递的示意性的示图， 图3是用于实施根据本发明的方法的示意性的流程图， 图4是传递来自于公共的电网的能量的示意性的示图， 用相同的附图标记标示相同的特征。
具体实施例方式图1示出了具有插电式插入式混合驱动系统的车辆的原理图。所述插入式混合驱动系统由作为第一驱动单元的内燃机1以及作为第二驱动单元的电机2构成。所述内燃机1通过传动系3与变速器4相连，所述变速器再通过差速器5通向用于驱动车轮7的车轮轴6。所述电机2布置在内燃机1的轴8上并且由此同样通向传动系3，所述传动系3与变速器4相连。所述电机2因此有助于驱动所述车轮7并且为车辆的总转矩作出贡献。所述电机2和内燃机1在此通过分离离合器9相互连接。这种分离离合器9允许在打开的状态下仅仅通过所述电机2驱动车辆，而在所述分离离合器9的闭合的状态下，不仅所述内燃机1而且所述电机2都有助于驱动车辆。此外，所述电机2通过功率电子装置18与高压电池10相连，所述高压电池10在电机2的机动运行状态下为其供给电能。替代地所述高压电池10在电机2的发电机运行状态下由其供给能量。也就是说，所述高压电池10通过所述电机2进行充电。在插入式混合驱动系统中所述高压电池10尤其具有较大的储存容量。为了利用这种储存容量，所述高压存储器10除了所述电机2的发电机运行外还供给外部的能量。为了这个目的，所述高压电池10具有插接装置11，在所述插接装置11上连接有外部能量供给装置13的插接机构12(图2)。这种能量供给装置13类似于提供燃料的加油站静止地安装在预先确定的地点上并且必须允许用于接收能量的车辆驶近。替代地也能够通过随车充电设备由公共的电网充电。为了接收能量，车辆的插接装置11以及所述能量供给装置13的插接机构12形成有效连接，其中所述高压电池10通过来自能量供给装置13的电流充电。所述插入式混合驱动系统的内燃机1以已知的方式与燃料箱14相连，所述燃料箱具有用于接收从加油站15添加到车辆中的燃料的装填开口。所述内燃机1和电机2与混合驱动系统控制设备16相连并且由其进行触发。所述混合驱动系统控制设备16具有存储器17，在所述存储器中储存有一个或多个用于触发所述混合驱动系统的运行策略。此外所述存储器17也储存有车辆的不同运行参数，所述运行参数在所述混合驱动系统的运行过程中借助于没有进一步示出的传感器进行测量或者以计算的方式通过所述混合驱动系统控制设备16求得。借助于确定的运行参数以及运行策略，所述车辆的混合驱动系统控制设备16调整所述混合驱动系统的工作点。除了所述混合驱动系统的在图1中进行说明的组件，如内燃机1、电机2、变速器4和高压电池10之外，在混合动力车辆的能量平衡中也考虑布置在所述电机2与高压电池10之间的触发电机2的功率电子装置18以及至少一个车辆电网负载19，所述车辆电网负载由高压电池10供电并且与其相连。在此能够按照车辆制造者或者使用者的要求能量优化地或者成本优化地设置所述工作点。可变的参数在此例如是所述内燃机1和电机2的功率以及所述变速器4的传动比。如果安装有两个电机2，那么要考虑由所述两个电机所施加的功率的总量。然后其它的参数由期望驱动转矩、车辆速度、高压电池 10的荷电状态以及车辆电网消耗功率得出，所述期望驱动转矩由车辆的驾驶员预先给定， 驾驶员通过加速踏板调整所述期望驱动转矩。目前为了能够能量最优地行驶，也就是说，为了能够决定应该从所述高压电池10 以及内燃机1中提取多少能量，运行策略需要一种成本函数，在所述成本函数中要考虑所述高压电池10的能量的成本、利用所述内燃机1产生能量时的成本以及由外部的能量供给装置13加充能量的成本。这些成本可以理解为最小化参量，如(X)2当量、有害物质当量、能量当量，然而也可以理解为用于提取能量的钱。再生的能量、也就是当所述电机2在发电机运行状态下运行并且为高压电池充电时产生的能量，被视为是无成本的。因为用于外部能量以及燃料的成本仅仅对于所述能量供给装置13或者说加油站 15的操作者是已知的，所以必须使所述成本对于所述混合驱动系统控制设备16成为已知的，以便使所述混合驱动系统控制设备16在计算混合驱动系统的工作点时通过运行策略能够考虑到最小化参量。如从图2中可以看出，所述混合驱动系统控制设备16为此与车辆控制设备20相连，所述车辆控制设备20具有人机接口 21、蓝牙接口 22以及手机接口 23。 此外所述车辆控制设备20与导航设备M相连，所述导航设备对具有无线电接口 25。在许多情况中这些接口属于车辆的舒适的装备并且不必额外地进行改装。在最简单的情况下，在接收外部的能量或者燃料时驾驶员通过优选设计成键盘的人机接口 21手动输入用于计算工作点所必须的最小化参量。但是成本的自动的、无线的传递是更舒适的，为此按照车辆与所述能量供给装置 13的距离使用匹配的接口 22，23，25。借助图3应当对用于按本发明的方法的例子进行解释。在方框100中，所述高压电池10在车辆的静止状态中通过供给来自于所述能量供给装置13的外部能量再次进行充电并且记录了加充的能量的量。代替所述加充的能量的量然而也能够替代地记录所述高压电池10的充电状态。同时，通过车辆的蓝牙接口 23建立与所述能量供给装置13的信息网络26的连接，所述信息网络沈具有等效的接口 21’，22’，23’，25’(图2)并且由此将期望的最小化参量(成本)通过所述车辆控制设备20传递给混合驱动系统控制设备16，所述混合驱动系统控制设备16将最小化参量存储在存储器17中。在方框101中，在运行策略的随后的步骤中在确定所述混合驱动系统的工作点时同时考虑这种成本。紧接着车辆在步骤102中继续行驶，其中在确定所述混合驱动系统的工作点时，考虑来自于所述电机2和内燃机1的本身变化的能量消耗以及所述高压电池10在预先确定的间隔中的能量平衡的最小化参量。在步骤103中，在车辆的行驶过程中能够向能量供给装置13和加油站15持续地查询用于外部能量或者说燃料的最小化参量，这通过手机接口 23或者无线电接口 25进行。 因此能够马上确定哪个加油站15或者说能量供给装置13具有用于为混合驱动系统所需的能量平衡、CO2平衡或者有害物质平衡的最合适的成本条件。为了接收燃料，在步骤104中驶向相应地事先选择好的加油站15并且用燃料重新装填燃料箱14。在此，在加油过程中，将关于所接收的燃料的量和成本的信息从供油公司的网络系统27例如互联网的接口 21〃、22〃、23〃、25〃通过车辆的手机接口 23传输给车辆控制设备20。所述车辆控制设备20将这些信息传递给所述混合驱动系统控制设备16，所述混合驱动系统控制设备16继续对这些信息进行加工。根据本发明的方法由于所述能量供给装置13以及加油站15的最小化参量的查询方案的多样性能够灵活地、有预见性地确定在运行策略中混合驱动系统的能量优化的工作
点ο根据本发明的方法也在从作为外部能量源的公共电网中提取所述高压电池10所需的能量时起作用。如图4所示，安装在车辆中的随车充电设备观与所述外部能量源，也就是公共电网的插接机构12相连。所述随车充电设备观在另一侧通向所述高压电池10 并且将能量从所述公共网13传输给高压电池10。
权利要求
1.用于运行车辆的混合驱动系统的方法，其中内燃机(1)和/或至少一个电机(2)驱动车辆，其中所述电机(2)由能量存储器(10)供给能量或者所述电机(2)为能量存储器 (10)提供电能并且在预先确定的运行策略中调整所述混合驱动系统的工作点，所述运行策略取决于最小化参量，所述最小化参量考虑所述内燃机(1)的燃料消耗以及由所述能量存储器(10)提供的能量，其特征在于，将来自于外部能量源(13)的能量输送给所述能量存储器(10)，其中对通过将来自于外部能量源(13)的能量输送到所述能量存储器(10)中进行考虑的最小化参量在运行策略中进行评价。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最小化参量考虑能量当量和/或CO2当量和/或有害物质当量和/或资金的单元。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，成本函数最优化地实施所述混合驱动系统的运行策略的通过所述最小化参量调整的工作点。
4.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过将能量由所述外部能量源 (13)供给车辆所确定的最小化参量和/或所加充的能量的量由所述外部能量源(13)传递给车辆。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，无线地传递通过将能量由所述外部能量源 (13)传输给车辆所确定的最小化参量和/或无线地传递由所述外部能量源(13)加充到车辆的能量的量。
6.按权利要求4所述的方法，其特征在于，具有接触地传递通过将能量由所述外部能量源(13)传输给车辆所确定的最小化参量和/或具有接触地传递由所述外部能量源(13) 加充到车辆的能量的量。
7.按上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述最小化参量取决于关于燃料供给和能量供给的未来的值来确定。
8.按上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在加充能量或者燃料的过程中将所述燃料和能量的最小化参量输送给车辆。
9.按上述权利要求1到7中至少一项所述的方法，其特征在于，在车辆的行驶过程中将所述燃料或者能量的最小化参量传递给车辆。
10.用于运行车辆的混合驱动系统的装置，在所述混合驱动系统中内燃机(1)和/或至少一个电机(2)驱动车辆，并且所述电机(2)由能量存储器(10)供给能量或者所述电机(2) 为能量存储器(10)提供电能并且在预先确定的运行策略中调整所述混合驱动系统的工作点，所述运行策略取决于最小化参量，所述最小化参量考虑所述内燃机(1)的燃料消耗以及由所述能量存储器(10)提供的能量，其特征在于，存在器件(11，20)，所述器件将来自于外部能量源(13)的能量供给所述能量存储器，其中对通过将来自于外部能量源(13)的能量输送到所述能量存储器(10)中进行考虑的最小化参量在运行策略中进行评价。
11.按权利要求10所述的装置，其特征在于，确定车辆的运行策略的混合驱动系统控制设备(16)为了调整工作点与内燃机(1)以及至少一个电机(2)连接，其中所述混合驱动系统控制设备(16)通向车辆的第一接口(21，22，23，25)，所述第一接口用于接收与能量有关的最小化参量，所述能量由所述外部能量源(13)传递给车辆。
12.按权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一接口(21)设计成人机接口。
13.按权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一接口设计成用于外部通讯系统(26)的插接连接件。
14.按权利要求13所述的装置，其特征在于，关于通过将能量由所述外部能量源(13) 供给车辆所确定的最小化参量的信息调制到充电电流上，所述充电电流在能量由所述外部能量源(13)传递给车辆时流动。
15.按权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一接口(22，23，25)将外部通讯系统(26)无线地与车辆连接。
16.按权利要求15所述的装置，其特征在于，所述外部通讯系统(26)与车辆之间的无线的连接通过无线电连接或者红外连接或者感应的连接或者图像识别机构来实现。
17.按权利要求10所述的装置，其特征在于，第二接口(21，22，23，25)传递关于在车辆的内燃机中使用的燃料的最小化参量的信息。
18.按权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第二接口是插接接头，所述插接接头在接收燃料时插入到燃料供给装置中，由此将电信号从燃料供给装置(15)传递到车辆。
19.按权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第二接口是无线电接口、红外接口、 感应的接口或者图像识别机构。
20.按上述权利要求14、15和17中至少一项所述的装置，其特征在于，所述第一接口和/或第二接口(21，22，23，25)布置在车辆控制设备上，所述车辆控制设备与所述混合驱动系统控制设备(16)相连。
21.按权利要求10所述的装置，其特征在于，所述外部能量源(13)是一种公共的电网， 所述电网通过随车充电设备(28 )与所述高压电池(10 )相连。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行车辆的混合驱动系统的方法，其中内燃机(1)和/或至少一个电机(2)驱动车辆，其中所述电机(2)由能量存储器(10)供给能量或者所述电机(2)为能量存储器(10)提供电能并且在预先确定的运行策略中调整所述混合驱动系统的工作点，所述运行策略取决于最小化参量，所述最小化参量考虑所述内燃机(1)的燃料消耗以及由所述能量存储器(10)提供的能量。为了尽可能可变地设计所述混合驱动系统的运行策略，将来自于外部能量源(13)的能量输送给所述能量存储器(10)，其中对通过将来自于外部能量源(13)的能量输送到所述能量存储器(10)中进行考虑的最小化参量在运行策略中进行评价。
文档编号B60W30/18GK102470862SQ201080037814
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月16日 优先权日2009年8月25日
发明者法斯纳赫特 J. 申请人:罗伯特·博世有限公司