專(zhuān)利名稱(chēng)：混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩分配和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)中的轉(zhuǎn)矩分配方法，以及具有至少一臺(tái)電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的汽車(chē)中的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
汽車(chē)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置原則上具有至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)源。原則上它們是一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和至少一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。由內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，原則上取決于不同的行駛狀態(tài)和電池的充電狀態(tài)來(lái)加以調(diào)節(jié)；取決于根據(jù)司機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)矩的不同需求、電池的充電狀態(tài)、車(chē)輛行駛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所做出的轉(zhuǎn)矩分配策略；也取決于排放情況。確定轉(zhuǎn)矩分配的一種可能方式是轉(zhuǎn)矩的百分比分配通過(guò)特性曲線族來(lái)推算。例如，在特性曲線族中，除了內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速外，還可以將司機(jī)所期望的轉(zhuǎn)矩、尤其是根據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電池的充電狀態(tài)作為輸入加以考慮。作為特性曲線的可能結(jié)果，可以得到一個(gè)因子或者百分?jǐn)?shù)輸出值，將它與電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩相乘，就獲得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的期望比例。以下介紹現(xiàn)有技術(shù)中給出的各種轉(zhuǎn)矩分配策略。
在DE 103 14 396 A1中，給出了用于混合動(dòng)力-電動(dòng)汽車(chē)中進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分配的方法及裝置。這里，通過(guò)油門(mén)踏板的一個(gè)位置固定器來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩分配。在一個(gè)第一區(qū)域中，汽車(chē)僅依靠電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。超過(guò)此界線時(shí)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)特別舒適的行駛。DE 196 32 855 A1中給出了一種混合動(dòng)力汽車(chē)，其中應(yīng)當(dāng)能防止汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生滿(mǎn)轉(zhuǎn)。此文獻(xiàn)給出的現(xiàn)有技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)是可能出現(xiàn)如下運(yùn)行狀態(tài)，其中內(nèi)燃機(jī)的初始轉(zhuǎn)矩強(qiáng)烈增加，使得電動(dòng)機(jī)不再能夠提供相應(yīng)的響應(yīng)轉(zhuǎn)矩。為了避免出現(xiàn)這種情況，給出了一個(gè)這樣的控制系統(tǒng)，其中內(nèi)燃機(jī)的初始轉(zhuǎn)矩通過(guò)一個(gè)節(jié)流閥位置和相應(yīng)的特性曲線來(lái)確定。由此計(jì)算出一個(gè)自動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的輸入轉(zhuǎn)矩和一個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。所得到的初始轉(zhuǎn)矩，此后通過(guò)自動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比、以及通過(guò)已經(jīng)確定下來(lái)的輸入轉(zhuǎn)矩來(lái)進(jìn)行推算。由此給出一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，通過(guò)它再返回來(lái)與所必需的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩聯(lián)系起來(lái)。DE 198 31 487 C1中則給出了一種完全不同的策略，用來(lái)推算一個(gè)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置中的轉(zhuǎn)矩。如同那里的描述中所給出的，區(qū)別兩種極端的運(yùn)行策略。根據(jù)第一種策略，僅僅是根據(jù)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)達(dá)到其最高效率這樣的一個(gè)工作點(diǎn)進(jìn)行策劃；而第二種運(yùn)行策略中，內(nèi)燃機(jī)連續(xù)工作，并且根據(jù)所需要的功率來(lái)推算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。此文獻(xiàn)給出了一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行方法，它能夠?qū)⑿旭偮烦痰挠绊懸布{入考慮，以便在此基礎(chǔ)上能夠接通和切斷內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)，并因此將轉(zhuǎn)矩在此二者之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆峙?。相反，在DE 10 2004 046 194 A1中給出了另一種混合動(dòng)力汽車(chē)-控制器，它綜合考慮所使用的電池、所測(cè)得的充電狀態(tài)，并且再回過(guò)頭來(lái)與一個(gè)或者多個(gè)特性曲線族相結(jié)合，使內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)根據(jù)其充電狀態(tài)運(yùn)行于一個(gè)工作點(diǎn)上，該工作點(diǎn)是根據(jù)燃料的經(jīng)濟(jì)性因素選定的。
上面所述策略的共同點(diǎn)是它們涉及到所期望的轉(zhuǎn)矩分配，不過(guò)，它可能偏離最終所達(dá)到的實(shí)際轉(zhuǎn)矩分配情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是能夠考慮到轉(zhuǎn)矩輸出總體裝置的當(dāng)前狀態(tài)提供所需轉(zhuǎn)矩，這里，它與所設(shè)定的總體裝置工作狀態(tài)之間沒(méi)有過(guò)大的偏差。
實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)所依賴(lài)的是具有權(quán)利要求1所述特征的一種轉(zhuǎn)矩分配方法、以及具有權(quán)利要求14所述特征的汽車(chē)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。在各自的叢書(shū)權(quán)利要求中給出了其他的優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展方式及構(gòu)造。
提供了一種汽車(chē)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩分配方法，其中考慮了司機(jī)的所需轉(zhuǎn)矩。所需轉(zhuǎn)矩
a)為了確定電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，b)為了確定內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，及c)為了確定所需要的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩而進(jìn)入到各自的計(jì)算過(guò)程中去。
不僅利用所需轉(zhuǎn)矩進(jìn)行單個(gè)的簡(jiǎn)單后續(xù)處理中，也應(yīng)用來(lái)確定不同的參數(shù)，從而推算總轉(zhuǎn)矩，這樣能夠特別快速地確定所需轉(zhuǎn)矩在所使用的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)總體裝置中的分配方案。較好的情況是混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置具有一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和至少一臺(tái)電動(dòng)機(jī)?？梢允褂萌剂想姵仳?qū)動(dòng)器或者其他的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置來(lái)替代內(nèi)燃機(jī)，或者輔助內(nèi)燃機(jī)。它們可以通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、優(yōu)選為行星齒輪箱，和/或者離合器相互聯(lián)接?；旌蟿?dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置最好是并行的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。不過(guò)，也可以使用其他構(gòu)造的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，以便能夠應(yīng)用這里所提供的轉(zhuǎn)矩分配方法。比如說(shuō)，為此可參看上面所述的現(xiàn)有技術(shù)中給出的各種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，以及在本公開(kāi)專(zhuān)利框架內(nèi)給出的不同構(gòu)造，但是并不限定于此。
通過(guò)確定電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，能夠確定轉(zhuǎn)矩的一個(gè)第一數(shù)值，不過(guò)它還不必與后面對(duì)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的真實(shí)需求相一致。更重要的是，對(duì)于當(dāng)前轉(zhuǎn)矩的確定，提供了一種可能性，即在轉(zhuǎn)矩分配策劃的框架中開(kāi)始并且能夠給出第一步計(jì)算。確定內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，使得人們能夠根據(jù)該數(shù)據(jù)確定最終所需的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩。因?yàn)槭紫扔?jì)算電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，就可以確認(rèn)通過(guò)對(duì)于這些數(shù)值的一次后續(xù)平衡能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化。否則的話，需要根據(jù)一個(gè)或者多個(gè)特性曲線族來(lái)計(jì)算相應(yīng)的需求轉(zhuǎn)矩在總體裝置中的轉(zhuǎn)矩分配，但是，其中無(wú)法考慮具體行駛狀況所決定的目前的特殊性。對(duì)于所需求的轉(zhuǎn)矩在確定所需要的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)的利用，也就是需要由電動(dòng)機(jī)實(shí)際提供的轉(zhuǎn)矩，使得分配能夠得到控制。這樣，就能夠在計(jì)算過(guò)程中對(duì)于總體裝置上的實(shí)際轉(zhuǎn)矩的各種可能方式進(jìn)行多次測(cè)試，而不會(huì)導(dǎo)致對(duì)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)最終所需轉(zhuǎn)矩的推算工作的滯后。
較佳的情況下，所需要的轉(zhuǎn)矩并行地輸入到步驟a)、b)和c)中。這種方式下，能夠同時(shí)并行計(jì)算來(lái)確定當(dāng)前的轉(zhuǎn)矩，并且為了最終調(diào)節(jié)設(shè)定所需要的電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩而對(duì)于計(jì)算得到的數(shù)值進(jìn)行測(cè)試。尤其是這樣允許對(duì)于內(nèi)燃機(jī)實(shí)際所具有的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行測(cè)試，其中考慮了內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)矩情況。其中，第一數(shù)值在確定實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)一同輸入。因此，在轉(zhuǎn)矩分配策劃框架下，利用電動(dòng)機(jī)來(lái)補(bǔ)償無(wú)法從內(nèi)燃機(jī)那里獲得的轉(zhuǎn)矩。在轉(zhuǎn)矩計(jì)算中，可以在確定當(dāng)前轉(zhuǎn)矩時(shí)，特別是可以從轉(zhuǎn)矩分配策劃方面結(jié)合特性曲線進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。不過(guò)，要通過(guò)接下來(lái)對(duì)于實(shí)際特征的測(cè)試確認(rèn)，司機(jī)所需要的轉(zhuǎn)矩實(shí)際得到保證。
轉(zhuǎn)矩分配方法的一種方案中，在對(duì)所需轉(zhuǎn)矩完成第一次測(cè)試后，確定電動(dòng)機(jī)是否有能力在轉(zhuǎn)矩分配策劃框架內(nèi)來(lái)提供所確定的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩。如果根本不具備此能力，比如說(shuō)因?yàn)殡姵氐碾娔軆?chǔ)蓄量不夠等緣故，那么就可以只依據(jù)電動(dòng)機(jī)的最大可能轉(zhuǎn)矩繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算。不過(guò)，也存在另一種可能性，就是在確認(rèn)超出了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的最大值后，通過(guò)給定當(dāng)前的轉(zhuǎn)矩，再一次通過(guò)轉(zhuǎn)矩分配策劃器為電動(dòng)機(jī)推算出當(dāng)前的轉(zhuǎn)矩。
此外，在轉(zhuǎn)矩分配方法的一種擴(kuò)展方式的設(shè)計(jì)中，在確定所需要由電動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩之前，先對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)際提供的轉(zhuǎn)矩也進(jìn)行測(cè)試。如果確認(rèn)推算出的所需電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值超過(guò)了可供使用的一個(gè)最大值，該信息可以反饋給轉(zhuǎn)矩分配策劃器。此后可以為電動(dòng)機(jī)重新確定當(dāng)前的轉(zhuǎn)矩值，利用它可以根據(jù)司機(jī)所需要的轉(zhuǎn)矩重新計(jì)算。這種方式下，確保轉(zhuǎn)矩分配策劃器給出的所需轉(zhuǎn)矩在電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)之間的分配方案是可實(shí)際執(zhí)行的。
轉(zhuǎn)矩分配方法的另一種方案中，設(shè)置了如下的步驟-確定由司機(jī)所要求的轉(zhuǎn)矩，-從所要求的轉(zhuǎn)矩出發(fā)，預(yù)算出混合動(dòng)力系統(tǒng)的至少一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的第一轉(zhuǎn)矩值，
-進(jìn)行測(cè)試，看第一轉(zhuǎn)矩能否由電動(dòng)機(jī)提供出來(lái)，其中推算出可以由電動(dòng)機(jī)提供的一個(gè)第二轉(zhuǎn)矩，-對(duì)第一和第二轉(zhuǎn)矩進(jìn)行第一平衡調(diào)整，-以所需轉(zhuǎn)矩和第一平衡調(diào)整的結(jié)果為基礎(chǔ)，計(jì)算一個(gè)所希望的第三轉(zhuǎn)矩，它應(yīng)當(dāng)由內(nèi)燃機(jī)提供，-在第三轉(zhuǎn)矩和內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際存在轉(zhuǎn)矩之間進(jìn)行第二平衡調(diào)整，-根據(jù)第二平衡調(diào)整的結(jié)果和所需轉(zhuǎn)矩情況，在考慮第二轉(zhuǎn)矩的條件下，推算需要調(diào)節(jié)設(shè)定的電動(dòng)機(jī)-轉(zhuǎn)矩，及-將電動(dòng)機(jī)-轉(zhuǎn)矩和由第二平衡調(diào)整所推算出的、需要由內(nèi)燃機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩互相耦聯(lián)。
這里，設(shè)計(jì)使用了一種轉(zhuǎn)矩分配策劃器，以便由司機(jī)所需要的轉(zhuǎn)矩確定至少一個(gè)當(dāng)前轉(zhuǎn)矩的第一數(shù)值。最好是由轉(zhuǎn)矩分配策劃器將電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩固定下來(lái)。為此，可以設(shè)計(jì)將轉(zhuǎn)矩分配策劃器存儲(chǔ)在一個(gè)控制設(shè)施中、尤其是在一個(gè)控制器中。為控制設(shè)施提供的參數(shù)至少包括電池的電壓、汽車(chē)行駛速度和內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速的特征量。由這些參數(shù)以及相關(guān)的其他輔助參量，尤其是由上面所述的現(xiàn)有技術(shù)中給出的參量，以及在本公開(kāi)專(zhuān)利文本框架內(nèi)所指出的參量，控制設(shè)施能夠根據(jù)自身的預(yù)先規(guī)定，比如效率最大化、燃料最少化、排放最小化或者其他的重點(diǎn)設(shè)置，相應(yīng)地產(chǎn)生至少一個(gè)初始值、也許是多個(gè)初始值，以便在考慮司機(jī)所需轉(zhuǎn)矩的條件下進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。優(yōu)選的方式為將所需轉(zhuǎn)矩并行地用于確定一個(gè)預(yù)先確定的第一轉(zhuǎn)矩和一個(gè)預(yù)先確定的第三轉(zhuǎn)矩。
尤其是在并行-混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中，至少由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)共同提供在第一平衡中所確定的轉(zhuǎn)矩。這里，另一種可能方式是兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)各自提供相同的轉(zhuǎn)矩。不過(guò)，如果由所擁有的電動(dòng)機(jī)提供不同的轉(zhuǎn)矩同樣是很有意義的。轉(zhuǎn)矩的分配方法中，較佳的方案是如果有兩臺(tái)或者更多的電動(dòng)機(jī)，直到將需要提供的轉(zhuǎn)矩分配到多臺(tái)電動(dòng)機(jī)上之前，才測(cè)試各臺(tái)電動(dòng)機(jī)是否能夠提供在第一平衡調(diào)整中所確定的轉(zhuǎn)矩。一個(gè)設(shè)計(jì)方案例為如果使用兩臺(tái)或者更多的電動(dòng)機(jī)來(lái)提供在第一平衡調(diào)整中所確定的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)考慮電動(dòng)機(jī)的各自效率，來(lái)將轉(zhuǎn)矩分配到各臺(tái)電動(dòng)機(jī)上去。這樣，能夠確保將可能出現(xiàn)的功率損耗減小到最低。
另外，在轉(zhuǎn)矩分配方法的設(shè)計(jì)中，還可以在至少一個(gè)工作點(diǎn)上，由電動(dòng)機(jī)或者由內(nèi)燃機(jī)單獨(dú)地提供所需要的轉(zhuǎn)矩。這種情況尤其出現(xiàn)在只由內(nèi)燃機(jī)就能夠提供足夠轉(zhuǎn)矩的工作點(diǎn)上。就此，在轉(zhuǎn)矩分配策劃上能夠產(chǎn)生區(qū)別之處在于何時(shí)只由電動(dòng)機(jī)來(lái)提供轉(zhuǎn)矩、何時(shí)又只由內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力。
另一種擴(kuò)展設(shè)計(jì)中，只有根據(jù)所需轉(zhuǎn)矩的情況能夠確認(rèn)，目前所處的工作狀態(tài)為一種不可避免地使用電動(dòng)機(jī)的情況下，才啟用轉(zhuǎn)矩分配策劃方案。這種情況可能出現(xiàn)在快速加速階段、快速行駛階段、或者是汽車(chē)低速行駛、或者因?yàn)闇u輪壓縮機(jī)以過(guò)低的壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)而造成內(nèi)燃機(jī)增壓不足的情況下。
一種設(shè)計(jì)例中，如果從第一平衡調(diào)整和第二平衡調(diào)整中推算出所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不能達(dá)到所需轉(zhuǎn)矩時(shí)，對(duì)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行至少一次重新計(jì)算。也可以設(shè)計(jì)從所需轉(zhuǎn)矩與第一平衡調(diào)整結(jié)果間的減法運(yùn)算中推算出第三轉(zhuǎn)矩。也可以設(shè)計(jì)由所需轉(zhuǎn)矩與第二平衡調(diào)整結(jié)果間的減法運(yùn)算中推算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。以減法方式進(jìn)行計(jì)算，能夠特別快速地推算出各數(shù)值，以便由此快速地得到最終所必需的電動(dòng)機(jī)-轉(zhuǎn)矩。根據(jù)所推算的數(shù)值情況，可以使用一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的噴油過(guò)程。
如果在一個(gè)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置中應(yīng)用了轉(zhuǎn)矩-分配方法，其中在一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的后面安置了一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，就需要設(shè)計(jì)使所需的轉(zhuǎn)矩與傳動(dòng)比相匹配。
在本發(fā)明的另一種構(gòu)思中，汽車(chē)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置具有至少一臺(tái)電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)可供使用。混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的構(gòu)造以及電動(dòng)機(jī)的安置，可以如上面所述的那樣根據(jù)前面所給的現(xiàn)有技術(shù)來(lái)進(jìn)行，對(duì)此在本公開(kāi)專(zhuān)利文本中已經(jīng)指出了相關(guān)內(nèi)容供參閱。此外，至少要裝備一臺(tái)控制器、設(shè)置一種轉(zhuǎn)矩分配策劃方案、并裝備一個(gè)傳感機(jī)構(gòu)來(lái)確定汽車(chē)司機(jī)的轉(zhuǎn)矩需要?？刂破骶哂兄辽僖粋€(gè)輸入口，通過(guò)它輸入司機(jī)的期望轉(zhuǎn)矩、內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)矩，以及一個(gè)或者多個(gè)與轉(zhuǎn)矩分配策劃方案相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩?？刂破骶哂兄辽僖粋€(gè)輸出口，通過(guò)它輸出至少一個(gè)需要由內(nèi)燃機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩和一個(gè)需要由電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩?？刂破骶哂袃?nèi)部存儲(chǔ)的平衡計(jì)算功能，它通過(guò)調(diào)配需要由電動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩，完成內(nèi)燃機(jī)的可供使用轉(zhuǎn)矩和內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩之間的平衡計(jì)算。
尤其是能夠通過(guò)具有附設(shè)裝置的汽車(chē)混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，來(lái)實(shí)施上面所述的轉(zhuǎn)矩分配方法。
較佳方式為，將控制器與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器通過(guò)一條串行數(shù)據(jù)總線進(jìn)行耦聯(lián)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器以移植方式具有計(jì)算內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)矩的功能，其數(shù)據(jù)提供給控制器使用。這樣的功能可以由Delphi(戴爾菲)的DCM3.1型控制器來(lái)提供?？梢詫?shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩分配的控制器，可以是一個(gè)混合動(dòng)力調(diào)節(jié)單元的組成部件，它是一個(gè)所謂的HCU-混合動(dòng)力控制單元(HCU-Hybrid ControlUnit)。不過(guò)，也有另外的可能方式，即控制器作為獨(dú)立的控制器安置于汽車(chē)中。此外，另一種可能方式是將控制器作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的組成部件。
在混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的一種構(gòu)造中，內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)并行地安置。一個(gè)設(shè)計(jì)例子可以是內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有互相獨(dú)立分開(kāi)的不同軸，其中電動(dòng)機(jī)安置于一根驅(qū)動(dòng)軸上或者是汽車(chē)的一個(gè)車(chē)輪上。特別是可以裝備至少兩臺(tái)、或者是四臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中在后一種情況下為汽車(chē)的每個(gè)車(chē)輪都配置電動(dòng)機(jī)。另一種擴(kuò)展方式中，具有至少一個(gè)離合器，通過(guò)它的操作，能夠完成由內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的并行運(yùn)行向另一種運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。比如說(shuō)，可以轉(zhuǎn)換成串行運(yùn)行方式。


借助于下面的圖例對(duì)本發(fā)明的其他優(yōu)勢(shì)性構(gòu)造及擴(kuò)展進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。不過(guò)，由此給出的各特征并不局限于各種構(gòu)造自身。更準(zhǔn)確地講，這些特征能夠與上面所描述的其他構(gòu)造中的各種特征相結(jié)合。圖中所示為圖1 一輛汽車(chē)的示意性局部視圖，它具有一個(gè)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置和為此配置的單元，后者用于確定所需要的轉(zhuǎn)矩、以及將此轉(zhuǎn)矩分配給至少一臺(tái)電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)，及圖2 一種可能的轉(zhuǎn)矩分配方法的一個(gè)示例性圖示。
具體實(shí)施例方式
圖1以示意圖給出了汽車(chē)的一個(gè)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置1。該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置1包括一臺(tái)電動(dòng)機(jī)2和一臺(tái)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)3。通過(guò)一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4能夠?qū)⑦@兩個(gè)總體裝置各自提供的轉(zhuǎn)矩提供給一個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈5使用。此外還示意性給出了一個(gè)油門(mén)踏板6，它與示意性給出的傳感機(jī)構(gòu)7相聯(lián)接。利用傳感機(jī)構(gòu)7，通過(guò)油門(mén)踏板6的位置推算出所需的轉(zhuǎn)矩，并且傳送到控制設(shè)施8中?？刂圃O(shè)施8可以是一個(gè)分開(kāi)安置的控制器9。該控制器9通過(guò)一條串行數(shù)據(jù)總線10與一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器11、一個(gè)電動(dòng)機(jī)-控制器12和比如說(shuō)其他的控制器13相聯(lián)接?？刂破?3可以是一個(gè)電路的控制器。控制設(shè)施8具有存儲(chǔ)起來(lái)的一個(gè)轉(zhuǎn)矩分配策劃方案。通過(guò)一個(gè)輸入口14和一個(gè)輸出口15，能夠?qū)⑾鄳?yīng)的信號(hào)通過(guò)串行數(shù)據(jù)總線10從控制設(shè)施8傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器11以及電動(dòng)機(jī)-控制器12中。例如，電子-控制器12與電動(dòng)機(jī)2、一個(gè)未詳細(xì)示出的電池以及一個(gè)電動(dòng)機(jī)2的溫度監(jiān)視器相聯(lián)接。尤其是在混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置1的框架下，電動(dòng)機(jī)2還能夠作為發(fā)電機(jī)使用。控制設(shè)施8能夠利用存儲(chǔ)起來(lái)的轉(zhuǎn)矩分配策劃方案，由司機(jī)所需要的轉(zhuǎn)矩為電動(dòng)機(jī)2確定一個(gè)當(dāng)前的轉(zhuǎn)矩。此外，還有另一種可能方式是，由控制設(shè)施8也能將內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩確定下來(lái)。較佳的方式是控制設(shè)施8還能額外地也將所需要的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、即電動(dòng)機(jī)-轉(zhuǎn)矩確定下來(lái)。為此，可以分別返回利用電動(dòng)機(jī)-控制器12和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器11。借助于它們，能夠獲得當(dāng)前時(shí)刻可能的轉(zhuǎn)矩值，并允許其進(jìn)入各種轉(zhuǎn)矩分配。
圖2通過(guò)示例性方案給出了一種轉(zhuǎn)矩分配方法的可能方式，它可以在圖1所示的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置中執(zhí)行。以下在圖2中將與圖1中相同的或者同類(lèi)的單元以相同的代號(hào)標(biāo)示。通過(guò)一個(gè)傳感機(jī)構(gòu)7，將所需轉(zhuǎn)矩16輸送給轉(zhuǎn)矩分配策劃器17以及一個(gè)第一計(jì)算單元18和一個(gè)第二計(jì)算單元19。轉(zhuǎn)矩分配策劃器17從各種不同裝置、傳感器、控制器及類(lèi)似的設(shè)施得到參數(shù)20。它們可以是電池的充電狀態(tài)、汽車(chē)速度、內(nèi)燃機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速、一個(gè)電池的溫度，或者是其他為了規(guī)劃轉(zhuǎn)矩分配策劃方案所必須的預(yù)定條件。其中，除了即時(shí)狀態(tài)量外，也包含著經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后觀察的狀態(tài)參數(shù)，比如磨損或者類(lèi)似的參量。還有一種可能的方式為將參數(shù)一起包含在其中，如同上面在現(xiàn)有技術(shù)中同樣也輸送到轉(zhuǎn)矩分配策劃器中的那些，對(duì)此在本公開(kāi)專(zhuān)利文本中已經(jīng)指出了相關(guān)內(nèi)容供參閱。轉(zhuǎn)矩分配策劃器17能夠利用所提供的參數(shù)20，由結(jié)合所需轉(zhuǎn)矩16來(lái)確定一個(gè)第一轉(zhuǎn)矩21，該第一轉(zhuǎn)矩21被假定為在所需轉(zhuǎn)矩16的分配方案中需要由電動(dòng)機(jī)提供。一道測(cè)試22中，將第一轉(zhuǎn)矩21與一個(gè)第二轉(zhuǎn)矩23進(jìn)行比較，后者代表著當(dāng)前時(shí)刻電動(dòng)機(jī)實(shí)際提供的轉(zhuǎn)矩。通過(guò)測(cè)試中進(jìn)行的第一平衡調(diào)整24，所得到的測(cè)試結(jié)果傳送給第一計(jì)算單元18。那里也輸入了所需轉(zhuǎn)矩16。第一計(jì)算單元18能夠推算第一平衡調(diào)整24的結(jié)果25和所需轉(zhuǎn)矩16之間的差值。比如說(shuō)，可以將所需轉(zhuǎn)矩16作為正值存放于第一計(jì)算單元18中，而結(jié)果25作為負(fù)值輸入。在經(jīng)過(guò)絕對(duì)值運(yùn)算后給出一個(gè)所期望的第三轉(zhuǎn)矩26，它應(yīng)當(dāng)由內(nèi)燃機(jī)提供。通過(guò)一道第二測(cè)試27，可以確認(rèn)所期望的第三轉(zhuǎn)矩26從根本上講是否能夠被提供出來(lái)。對(duì)第三轉(zhuǎn)矩26和內(nèi)燃機(jī)實(shí)際具有的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行這種類(lèi)型的第二平衡調(diào)整27之后，得出所需要的內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩28。將該轉(zhuǎn)矩28傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器11。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器11根據(jù)所需要的轉(zhuǎn)矩28控制內(nèi)燃機(jī)3?？梢詮陌l(fā)動(dòng)機(jī)控制器11方面采取一些措施，比如，控制燃料噴入過(guò)程、燃料噴入流量、閥門(mén)開(kāi)啟或者閥門(mén)關(guān)閉、或者其他的有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的措施。此外，在此示意性給出的轉(zhuǎn)矩分配方法的方案中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器11有能力將內(nèi)燃機(jī)3的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩29傳送給第二計(jì)算單元19。同樣輸入到第二計(jì)算單元19中的還有所需轉(zhuǎn)矩16。第二計(jì)算單元19也能夠與第一計(jì)算單元18具有同樣的構(gòu)造和功能。也就是說(shuō)從輸入的數(shù)據(jù)中又推算出一個(gè)差值。該結(jié)果又要經(jīng)受一道第三測(cè)試30，其中所給出的電動(dòng)機(jī)的期望轉(zhuǎn)矩與第二轉(zhuǎn)矩23、也就是電動(dòng)機(jī)實(shí)際提供的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行平衡調(diào)整。由此得出所需要的電動(dòng)機(jī)-轉(zhuǎn)矩31。該轉(zhuǎn)矩值傳送給電動(dòng)機(jī)-控制器12，由電動(dòng)機(jī)-控制器12相應(yīng)地操控電動(dòng)機(jī)2。在示意性、示例性給出的實(shí)施轉(zhuǎn)矩分配方法中所使用的轉(zhuǎn)矩，能夠代表轉(zhuǎn)矩自身，但也可以是用轉(zhuǎn)矩代表的其他特征參量。除了所示單元外，還可以添加其他的輔助單元，它們使另外的步驟、尤其是測(cè)試工作能夠?qū)嵤?。由圖2給出的方法，特別應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)例子加以理解，而不應(yīng)當(dāng)理解為僅局限于此。
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置(1)的轉(zhuǎn)矩分配方法，，其中考慮了司機(jī)的所需轉(zhuǎn)矩(16)，該方法a)為了確定電動(dòng)機(jī)(2)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，b)為了確定內(nèi)燃機(jī)(3)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，及c)為了確定所需要的電動(dòng)機(jī)(2)轉(zhuǎn)矩而進(jìn)入到各自的計(jì)算過(guò)程中去。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為將所需轉(zhuǎn)矩(16)并行地輸入到步驟a)、b)和c)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，包括如下步驟—確定司機(jī)的所需轉(zhuǎn)矩(16)；—從所需轉(zhuǎn)矩(16)出發(fā)，為混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置(1)的至少一臺(tái)電動(dòng)機(jī)(2)預(yù)算出一個(gè)第一轉(zhuǎn)矩(21)；—對(duì)第一轉(zhuǎn)矩(21)和第二轉(zhuǎn)矩(23)進(jìn)行第一平衡調(diào)整(24)，其中進(jìn)行測(cè)試(22)，檢驗(yàn)第一轉(zhuǎn)矩(21)能否由電動(dòng)機(jī)(2)提供，并推算出可以由電動(dòng)機(jī)(2)提供使用的一個(gè)第二轉(zhuǎn)矩(23)；—以所需轉(zhuǎn)矩(16)和第一平衡調(diào)整(24)的結(jié)果為基礎(chǔ)，計(jì)算一個(gè)所希望的第三轉(zhuǎn)矩(26)，該第三轉(zhuǎn)矩(26)應(yīng)當(dāng)由內(nèi)燃機(jī)(3)提供；—在第三轉(zhuǎn)矩(26)和內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際存在轉(zhuǎn)矩之間進(jìn)行第二平衡調(diào)整；—根據(jù)第二平衡調(diào)整的結(jié)果和所需轉(zhuǎn)矩(16)情況，在考慮第二轉(zhuǎn)矩(23)的條件下，推算需要調(diào)節(jié)設(shè)定的電動(dòng)機(jī)—轉(zhuǎn)矩(31)；及—將電動(dòng)機(jī)—轉(zhuǎn)矩(31)和由第二平衡調(diào)整所推算出的、需要由內(nèi)燃機(jī)(3)提供的轉(zhuǎn)矩互相耦聯(lián)。
4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為所需轉(zhuǎn)矩(16)并行地用于確定一個(gè)需要預(yù)先確定的第一轉(zhuǎn)矩(21)和一個(gè)需要預(yù)先確定的第三轉(zhuǎn)矩(26)。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為為存儲(chǔ)在一個(gè)控制設(shè)施(8)中的轉(zhuǎn)矩分配策劃器(17)提供的參數(shù)(20)，至少包括電池的電壓、汽車(chē)行駛速度和內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速的特征量。
6.如上述權(quán)利要求3至5之一所述轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為至少由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)共同提供在第一平衡調(diào)整(24)中所確定的轉(zhuǎn)矩。
7.如上述權(quán)利要求3至6之一所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為當(dāng)有兩臺(tái)或者更多的電動(dòng)機(jī)時(shí)，直到將需要提供的轉(zhuǎn)矩分配到多臺(tái)電動(dòng)機(jī)上之前，才測(cè)試各臺(tái)電動(dòng)機(jī)是否能夠提供在第一平衡調(diào)整中所確定轉(zhuǎn)矩。
8.如上述權(quán)利要求3至7之一所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為如果使用兩臺(tái)或者更多的電動(dòng)機(jī)來(lái)提供在第一平衡調(diào)整中所確定的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)考慮電動(dòng)機(jī)的各自效率，來(lái)將轉(zhuǎn)矩分配到各臺(tái)電動(dòng)機(jī)上。
9.如上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為在至少一個(gè)工作點(diǎn)上，所需轉(zhuǎn)矩單獨(dú)地由電動(dòng)機(jī)或者由內(nèi)燃機(jī)提供。
10.如上述權(quán)利要求3至9之一所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為如果從第一平衡調(diào)整(24)和第二平衡調(diào)整中推算出所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不能達(dá)到所需轉(zhuǎn)矩(16)時(shí)，對(duì)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行至少一次重新計(jì)算。
11.如上述權(quán)利要求3至10之一所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為由所需轉(zhuǎn)矩(16)與第一平衡調(diào)整(24)結(jié)果之間的減法運(yùn)算中推算出第三轉(zhuǎn)矩(26)。
12.如上述權(quán)利要求3至11之一所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為由所需轉(zhuǎn)矩(16)與第二平衡調(diào)整結(jié)果之間的減法運(yùn)算中推算出電動(dòng)機(jī)—轉(zhuǎn)矩(31)。
13.如上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩分配方法，其特征為在一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的后面安置有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，所需轉(zhuǎn)矩(16)與傳動(dòng)比相匹配。
14.一種汽車(chē)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置(1)，該裝置具有至少一臺(tái)電動(dòng)機(jī)(2)和一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)(3)，具有至少一臺(tái)控制器(9)，具有一種轉(zhuǎn)矩分配策劃器(17)，并具有一個(gè)傳感機(jī)構(gòu)(7)來(lái)確定汽車(chē)司機(jī)的轉(zhuǎn)矩需要，其中，控制器(9)具有至少一個(gè)輸入口(14)，通過(guò)該輸入口(14)輸入司機(jī)的期望轉(zhuǎn)矩、內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，最好輸入一個(gè)或者多個(gè)與轉(zhuǎn)矩分配策劃器(17)相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，其中，控制器(9)具有至少一個(gè)輸出口(15)，通過(guò)該輸出口(15)輸出至少一個(gè)需要由內(nèi)燃機(jī)(3)提供的轉(zhuǎn)矩和一個(gè)需要由電動(dòng)機(jī)(2)輸出的轉(zhuǎn)矩，其中，控制器(9)具有內(nèi)部存儲(chǔ)的平衡計(jì)算功能，該功能通過(guò)調(diào)配需要由電動(dòng)機(jī)(2)提供的轉(zhuǎn)矩，完成內(nèi)燃機(jī)(3)的可供使用轉(zhuǎn)矩和內(nèi)燃機(jī)(3)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩之間的平衡計(jì)算。
15.如權(quán)利要求14所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置(1)，其特征為控制器(9)與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(11)通過(guò)一條串行數(shù)據(jù)總線(10)相耦聯(lián)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(11)以移植方式具有計(jì)算內(nèi)燃機(jī)(3)當(dāng)前轉(zhuǎn)矩的功能，其數(shù)據(jù)提供給控制器(9)使用。
16.如權(quán)利要求14或15所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為內(nèi)燃機(jī)(3)和電動(dòng)機(jī)(2)并行地安置。
17.如權(quán)利要求16所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為內(nèi)燃機(jī)(3)和電動(dòng)機(jī)(2)具有互相獨(dú)立分開(kāi)的不同軸，其中電動(dòng)機(jī)安置于一根驅(qū)動(dòng)軸上或者汽車(chē)的一個(gè)車(chē)輪上。
18.如上述權(quán)利要求之一所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為安裝至少一個(gè)離合器，通過(guò)該離合器的操作，能夠完成內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)由并行運(yùn)行向其他運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。
19.如上述權(quán)利要求之一所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為在控制器(9)中存儲(chǔ)了如權(quán)利要求1至13之一所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車(chē)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置(1)中的一種轉(zhuǎn)矩分配方法，該方法具有司機(jī)所需轉(zhuǎn)矩(16)，該轉(zhuǎn)矩a)為了確定電動(dòng)機(jī)(2)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，b)為了確定內(nèi)燃機(jī)(3)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，及c)為了確定所需要的電動(dòng)機(jī)(2)的轉(zhuǎn)矩，而進(jìn)入到各自的計(jì)算過(guò)程中去。此外，還提供了一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置(1)，利用它可以實(shí)施這種轉(zhuǎn)矩分配方法。
文檔編號(hào)B60W20/00GK101062683SQ20071008825
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者H·施溫德, 金鉉玉, 樸鐘南 申請(qǐng)人:德國(guó)Fev發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)有限公司, 雙龍自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社