用于控制至少兩個電機的系統(tǒng)的運行的方法和機動車的制作方法
【專利摘要】一種用于控制至少兩個電機(6)的系統(tǒng)的運行的方法，所述至少兩個電機與機動車(1)的不同的車輪(2)運動耦合并且與電池(9)連接，所述電池(9)為電機(6)提供當前最小的極限電流和當前最大的極限電流(24)，其中由驅(qū)動控制邏輯裝置(14)為所述電機(6)提供預期轉(zhuǎn)矩(15、16)，其中對于每個電機(6)確定由所述預期轉(zhuǎn)矩(15、16)得出的預期電流，將所述電機(6)的預期電流的總和與最大的和最小的極限電流(24)比較，其中當該總和位于通過所述極限電流(24)規(guī)定的區(qū)間外時根據(jù)至少一個變化規(guī)則(25)來更改預期電流，使得預期電流的總和位于極限電流(24)內(nèi)，并且由所更改的預期電流確定出所更改的預期轉(zhuǎn)矩(26、27)，將所更改的預期轉(zhuǎn)矩用于控制電機(6)。
【專利說明】用于控制至少兩個電機的系統(tǒng)的運行的方法和機動車
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制至少兩個電機的系統(tǒng)的運行的方法，所述至少兩個電機與機動車的不同的車輪運動耦合并且與電池連接，所述電池為電機提供當前最小的極限電流和當前最大的極限電流，其中由驅(qū)動控制邏輯裝置為所述電機提供預期轉(zhuǎn)矩。此外本發(fā)明涉及一種機動車。
【背景技術】
[0002]在機動車的領域中不僅對于電動車輛而且對于混合動力車輛都提出了驅(qū)動裝置，給機動車的車橋的至少兩個車輪、特別是所有四個車輪分別分配有一個電機，從而可以獨立驅(qū)動設置在同一車橋上的機動車車輪。各個車輪的有目的的加速在幾個駕駛員輔助系統(tǒng)的運行中、例如在防抱死系統(tǒng)、防滑系統(tǒng)、電子穩(wěn)定系統(tǒng)、行駛動力系統(tǒng)和諸如此類系統(tǒng)中是有用的。然而特別也可以考慮，通過電機的相應控制實現(xiàn)轉(zhuǎn)向過程。如此可以例如將在一側(cè)上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩減小一確定的值并且在另一側(cè)上提高一確定的值，以便產(chǎn)生轉(zhuǎn)向過程。這樣的途徑在現(xiàn)有技術中以電動轉(zhuǎn)矩矢量、eTV和行駛動力橫向分布的概念已知。
[0003]這樣的機動車——其中給一個車橋的驅(qū)動輪分別分配有一個電機——例如在文獻DE102007056301A1中是已知的。在那里，車橋的驅(qū)動輪可以被相互獨立地驅(qū)動或者相互獨立地發(fā)電機式地制動。電機有目的地用于產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和/或制動轉(zhuǎn)矩，由此在第一車橋上能實現(xiàn)可主動調(diào)節(jié)的橫向轉(zhuǎn)矩分布并且在危急情況下可以穩(wěn)定機動車。
[0004]然而關于電動轉(zhuǎn)矩矢量在下述環(huán)境中總是出現(xiàn)問題:用于電機的驅(qū)動的電池一特別是高伏特電池——是滿的或空的，因此占據(jù)確定的荷電狀態(tài)，在該荷電狀態(tài)下大幅限制充電電流和放電電流。那么例如在滿電池的情況下有可能出現(xiàn)過強的充電電流，從而危害電池。類似的問題可能在空的或幾乎空的電池的情況下出現(xiàn)，此時在系統(tǒng)中存在過大的能量需要。因此在滿的或者空的電池的情況下不能實現(xiàn)行駛動力橫向分布(電動轉(zhuǎn)矩矢量)。在混合動力車輛中，如果電池非常冷或非常熱——這表示低于或超出確定的極限溫度，則也可能出現(xiàn)這樣的排除行駛動力橫向分布的問題，這是因為也大幅限制了充電電流或放電電流。在純電動車輛中不會出現(xiàn)該問題，這是因為純電動車輛在電池冷的情況下不能行駛。
[0005]對各個被分配給機動車的同一車橋的電機的控制在此通常由驅(qū)動控制裝置通過確定預期轉(zhuǎn)矩來實施，該預期轉(zhuǎn)矩應該在電機上產(chǎn)生。在控制的范圍中也就是說隨后為電機“預測”電流(電流預測)，以便實現(xiàn)該預期轉(zhuǎn)矩。雖然現(xiàn)在在簡單的設計方案中可以考慮:如果電池充滿并且驅(qū)動電機，那么總是通過在驅(qū)動系統(tǒng)中相應的通信來預測相對設置的電機的實際電流作為附加的發(fā)電機電流，而在電池空的情況下在電機重新起動時可以預測相對設置的電機的得出的實際電流作為附加的電機電流。也就是說如此進行實際電流的偏移，使得調(diào)節(jié)延遲通過通信總是在電池電流的不重要的一側(cè)存在，然而出現(xiàn)了這樣的嚴重缺點:由于總線通信需要的時間而使得調(diào)節(jié)延遲出現(xiàn)，這可能導致不期望的效應并且導致對舒適度的限制。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明的目的在于，提出一種方法，在該方法中可以更動態(tài)地、特別是更快地實現(xiàn)電機的控制，而不會超出電池電流限制，特別是在行駛動力橫向分布的范圍中。
[0007]為了實現(xiàn)該目的，按照本發(fā)明在開始所述類型的方法中設定，對于每個電機確定由所述預期轉(zhuǎn)矩得出的預期電流，并且將所述電機的預期電流的總和與最大的和最小的極限電流比較，其中當該總和位于通過所述極限電流規(guī)定的區(qū)間外時根據(jù)至少一個變化規(guī)則如此更改所述預期電流，使得預期電流的總和在極限電流內(nèi)，并且由所更改的預期電流確定所更改的預期轉(zhuǎn)矩，將所更改的預期轉(zhuǎn)矩用于控制電機。
[0008]在此，當然可自動實施的按照本發(fā)明的方法例如可以在驅(qū)動控制裝置中實現(xiàn)。因此一旦通過控制邏輯裝置確定用于電機——其中特別是考慮兩個被分配給一個車橋的電機或四個電機，其中一個車橋分別對應兩個電機一的預期轉(zhuǎn)矩，那么由此確定電流，該電流用于產(chǎn)生該預期轉(zhuǎn)矩?，F(xiàn)在已經(jīng)在電機的實際控制進行之前檢測:是否超出或低于電池電流限制、也就是極限電流，這表示，檢查是否電機的預期電流的總和位于通過最大的和最小的極限電流規(guī)定的區(qū)間內(nèi)。在超出最大極限電流或低于最小極限電流的情況下如此——也就是在電機的控制之前已經(jīng)再次地一根據(jù)至少一個變化規(guī)則如此更改所述預期電流，使得預期電流的總和位于通過極限電流規(guī)定的區(qū)間中。在此可以如此選擇變化規(guī)則，使得獲得機動車的盡可能舒適的、但同時符合駕駛員的操作規(guī)定的性能，對此在下文中還將進一步討論。由所更改的預期電流現(xiàn)在可以確定所更改的預期轉(zhuǎn)矩，將所述預期轉(zhuǎn)矩用于電機的實際的控制。
[0009]按照本發(fā)明的方法通過這種方式實現(xiàn)了，通過預期轉(zhuǎn)矩的變化鑒于電池電流限制已經(jīng)從一開始引起電機的考慮到電池的極限電流的控制，從而可以總體上實現(xiàn)特別是在行駛動力橫向分布中控制的動態(tài)轉(zhuǎn)換，因為沒有出現(xiàn)由于總線通信引起的時間延遲。按照本發(fā)明的方法可容易地實現(xiàn)，因為該方法最后僅僅形成特別是用于結束處理鏈的另一處理步驟。通常無論如何都經(jīng)由在機動車中存在的總線、特別是CAN總線或FlexRay總線提供電池的當前極限電流。
[0010]在本發(fā)明的有利的設計方案中可以設定，使用至少一個綜合特性曲線來由預期電流計算出預期轉(zhuǎn)矩以及由預期轉(zhuǎn)矩計算出預期電流。那么特別是在驅(qū)動控制裝置中可以設有綜合特性曲線，該綜合特性曲線實現(xiàn)了將預期轉(zhuǎn)矩計算出對于預期轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生是必要的電流。這樣的綜合特性曲線一也可以稱為效率綜合特性曲線一可以在認識到電機的特性的情況下被容易地確定并且大多時候無論如何都特別是在對應于電機的功率電子裝置中已經(jīng)已知并且存在。在此特別有利的是，綜合特性曲線與所述電機的至少一個另外的運行參數(shù)、特別是電壓水平和/或轉(zhuǎn)速相關。大多時候附加地考慮當前電壓水平和轉(zhuǎn)速就足以獲得從預期轉(zhuǎn)矩到預期電流的足夠精確的換算。越精確地實現(xiàn)從預期轉(zhuǎn)矩到預期電流的換算，那么就能越精確地遵循電池的極限電流。
[0011]在本發(fā)明的另一設計方案中可以設定，對于每個電機、特別是在配設給電機的運算單元中，在考慮電機的運行參數(shù)——特別是電機的溫度和/或電機的功率電子裝置的溫度和/或與電機功率能力相關的參數(shù)一的情況下確定出電機的最大可能的極限轉(zhuǎn)矩和最小可能的極限轉(zhuǎn)矩，其中，對于由控制邏輯裝置提供的預期轉(zhuǎn)矩不處于極限轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)的情況，將所述預期轉(zhuǎn)矩設置到被超出的極限轉(zhuǎn)矩。在該情況下也就附加地提供電機的另外的信息，所述另外的信息提供最大的和最小的可能的轉(zhuǎn)矩，而不取決于當前的電池極限并且僅僅取決于電機的當前物理極限、特別是溫度。這樣的極限轉(zhuǎn)矩可以例如由功率電子裝置一如果涉及異步電機，則其特別包括變流器一自身確定并且作為轉(zhuǎn)矩預測提供給驅(qū)動控制裝置。有利地可以在此設定，在確定所述極限轉(zhuǎn)矩時也考慮電池的理論上可能的最大電流和理論上可能的最小電流(充電電流)。高伏特電池的該理論上最大的和最小的電流一其也可以稱為“目錄值”一在此也經(jīng)由總線發(fā)送，從而該最大和最小電流特別是可以在電機自身的控制單元內(nèi)使用，以便在轉(zhuǎn)矩預測的范圍中總是命名最大或最小可能的極限轉(zhuǎn)矩，其因此不取決于當前電池極限并且僅僅取決于電機的當前狀態(tài)。那么這些極限轉(zhuǎn)矩可以用于在此已經(jīng)實現(xiàn)先決限制，其考慮電機的功率能力和當前狀態(tài)。然而這不是強制必要的，因為在必要時可以超出“目錄值”，此時例如對于電池而言不允許理論上可能的最大電流并且附加地由另一電機還提供另一電流，從而總計超出理論上可能的最大電流。
[0012]此外可以設定，特別是在通過對電機的控制有待產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向作用的范圍中，作為變化規(guī)則使用的是:使通過對電機的控制而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向作用保持不變、和/或使總轉(zhuǎn)矩保持不變、和/或在——特別是加權考慮的——標準方面進行優(yōu)化，所述標準是使通過對電機的控制而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向作用保持不變和使總轉(zhuǎn)矩保持不變。那么正好關于行駛動力橫向分布一其中應該實現(xiàn)轉(zhuǎn)向作用一可以例如如此設定變化規(guī)則，使得不會由于可能是必要的電流下調(diào)而影響到行駛動力橫向分布，而是僅僅影響到作為電機的單個轉(zhuǎn)矩的總和產(chǎn)生的車輛驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。然而也可以考慮，遵循總轉(zhuǎn)矩，以便避免機動車的速度下降或類似情況；最后也可能的是，設有優(yōu)化方法，該優(yōu)化方法加權地用于相應良好地至少部分地滿足兩個規(guī)定。
[0013]除了方法之外，本發(fā)明也涉及一種機動車，包括至少兩個電機的系統(tǒng)，所述至少兩個電機與機動車的不同的車輪運動耦合并且與電池連接；該機動車還包括控制電機的運行的驅(qū)動控制裝置，該驅(qū)動控制裝置構成為用于實施按照本發(fā)明的方法。
[0014]可以類似地將關于按照本發(fā)明的方法的全部實施方案轉(zhuǎn)用于按照本發(fā)明的機動車，從而也可以由此獲得本發(fā)明的優(yōu)點。
[0015]特別是在按照本發(fā)明的機動車中實現(xiàn)的按照本發(fā)明的方法就實現(xiàn)了已經(jīng)在理論上并且在控制之前適合地使得電流偏移，以便滿足電池的極限電流。當總體上如此連接各電機之后，使得各電機共同地連接到電池，如此各電流總體上也在實際中平衡，使得實現(xiàn)了之前確定的總電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]由在下文中所述的實施例以及根據(jù)附圖得出本發(fā)明的另外的優(yōu)點和細節(jié)。其中:
[0017]圖1示出了按照本發(fā)明的機動車的原理簡圖；
[0018]圖2示出了按照本發(fā)明的方法的過程的簡圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1示出了按照本發(fā)明的機動車I的實施例的原理簡圖。在此該機動車是純電動車輛，其中本發(fā)明也能在混合動力車輛的范圍中應用。[0020]機動車具有前橋3的兩個車輪2和后橋5的兩個車輪4。前橋3的每個車輪分配有一個電機6，該電機經(jīng)由運動耦合裝置7、特別是傳動裝置與車輪2運動耦合并且由此可以對車輪進行驅(qū)動或者可以在發(fā)電機式運行中根據(jù)車輪2的運動產(chǎn)生電流。電機6經(jīng)由功率電子裝置8——其也包括用于電機6的控制單元——與電池9、在此為高伏特電池連接。在該例子中電機6是異步電機，從而功率電子裝置8相應地包含變流器。
[0021]示出的驅(qū)動裝置的運行通過驅(qū)動控制裝置10控制，該驅(qū)動控制裝置可以經(jīng)由在此僅僅設置的車輛總線11與電機6以及另外的以12標明的車輛系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。
[0022]電池9也具有電池控制裝置13，其可以經(jīng)由車輛總線11與驅(qū)動控制裝置10、電機6以及另外的車輛系統(tǒng)12通信。電池9經(jīng)由車輛總線11不僅提供其理論上的最大電流及其理論上的最小電流(目錄值)而且還提供當前最大的和最小的極限電流，其特別是與電池9的荷電狀態(tài)相關。
[0023]驅(qū)動控制裝置10現(xiàn)在構成為用于實施按照本發(fā)明的方法，應該考慮到圖2進一步闡述該方法。
[0024]在驅(qū)動控制裝置10中首先如原則上已知的那樣設有能夠通過算法和/或硬件實現(xiàn)的控制邏輯裝置14，其輸出是分別用于左電機6和右電機6的預期轉(zhuǎn)矩15、16。同時由驅(qū)動控制裝置10自身或直接在電機6的控制單元中確定用于左電機和右電機6的最大的和最小的可能的極限轉(zhuǎn)矩17、18。在此不僅考慮電機6特別是還有功率電子裝置8的當前狀態(tài)、特別是熱流以及其功率，而且也考慮通過方框19表示的、電池9的已經(jīng)提及的最大電流和最小電流。
[0025]在一個對于兩側(cè)而言相同的步驟20中隨后檢查是否相應的預期轉(zhuǎn)矩15、16在通過極限轉(zhuǎn)矩17、18規(guī)定的區(qū)間內(nèi)運動，其中當超出區(qū)間邊界時將預期轉(zhuǎn)矩再次回調(diào)到區(qū)間邊界，以便通過這種方式考慮電機6的(當前的)實際的功率。
[0026]隨后借助于綜合特性曲線21、22由可能被這樣匹配的預期轉(zhuǎn)矩15、16來計算出產(chǎn)生該預期轉(zhuǎn)矩所需的預期電流。在這些綜合特性曲線中也考慮電壓水平和電機的轉(zhuǎn)速。
[0027]在步驟23中對所確定的預期電流進行相加，據(jù)此檢查總電流是否處在通過由電池9提供的極限電流24—亦即當前的極限電流一所形成的區(qū)間內(nèi)，所述極限電流特別是與荷電狀態(tài)相關。如果是(處在該區(qū)間內(nèi))，那么預期轉(zhuǎn)矩15、16保持不變。然而如果極限電流24之一被超出或低于，亦即總電流位于通過極限電流24規(guī)定的區(qū)間外，那么對預期電流進行匹配，其中考慮變化規(guī)則25。
[0028]在本實施例中如此設計變化規(guī)則，使得通過對電機6的控制產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向作用保持不變，從而最后在電機6的總驅(qū)動轉(zhuǎn)矩中產(chǎn)生變化。
[0029]然而也可能的是，變化規(guī)則是不同的，特別是考慮到優(yōu)化，其中例如可以加權地考慮標準“使通過電機的控制產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向作用保持不變”和“使總轉(zhuǎn)矩保持不變”。而且在不針對轉(zhuǎn)向作用、亦即不包含行駛動力學的橫向分配的控制過程中可以考慮相應的變化規(guī)則。
[0030]通過現(xiàn)在再次利用的綜合特性曲線21、22可以從可能更改的預期電流確定更改的預期轉(zhuǎn)矩26、27，其隨后用于電機6的具體的控制，從而結果為使電池9的極限電流24不被超出或低于。
[0031]在此還應該說明，也可以考慮這樣的設計方案，其中后橋5的車輪4也分配有電機6。
【權利要求】
1.一種用于控制至少兩個電機(6)的系統(tǒng)的運行的方法，所述至少兩個電機與機動車(I)的不同的車輪⑵運動耦合并且與電池(9)連接，所述電池(9)為電機(6)提供當前最小的極限電流和當前最大的極限電流(24)，其中由驅(qū)動控制邏輯裝置(14)為所述電機(6)提供預期轉(zhuǎn)矩(15、16)， 其特征在于， 對于每個電機(6)確定由所述預期轉(zhuǎn)矩(15、16)得出的預期電流，將所述電機(6)的預期電流的總和與最大的和最小的極限電流(24)比較，其中當該總和位于通過所述極限電流(24)規(guī)定的區(qū)間外時根據(jù)至少一個變化規(guī)則(25)來更改預期電流，使得預期電流的總和位于極限電流(24)內(nèi)，并且由所更改的預期電流確定出所更改的預期轉(zhuǎn)矩(26、27)，將所更改的預期轉(zhuǎn)矩用于控制電機(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法， 其特征在于， 使用至少一個綜合特性曲線(20、21)來由預期電流計算出預期轉(zhuǎn)矩(15、16、26、27)以及由預期轉(zhuǎn)矩計算出預期電流。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法， 其特征在于， 綜合特性曲線(20、 21)與所述電機(6)的至少一個另外的運行參數(shù)、特別是電壓水平和/或轉(zhuǎn)速相關。
4.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法， 其特征在于， 對于每個電機(6)，特別是在配設給電機(6)的運算單元中，在考慮電機(6)的運行參數(shù)——特別是電機(6)的溫度和/或電機(6)的功率電子裝置⑶的溫度和/或與電機(6)功率能力相關的參數(shù)——的情況下確定出電機(6)的最大可能的極限轉(zhuǎn)矩和最小可能的極限轉(zhuǎn)矩(17、18)，其中，對于由控制邏輯裝置(14)提供的預期轉(zhuǎn)矩(15、16)不處于極限轉(zhuǎn)矩(17、18)范圍內(nèi)的情況，將所述預期轉(zhuǎn)矩(15、16)設置到被超出的極限轉(zhuǎn)矩(17、18)。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法， 其特征在于， 在確定所述極限轉(zhuǎn)矩(17、18)時也考慮電池(9)的理論上可能的最大電流和理論上可能的最小電流。
6.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法， 其特征在于， 特別是在通過對電機(6)的控制有待產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向作用的范圍中，作為變化規(guī)則(25)使用的是:使通過對電機(6)的控制而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向作用保持不變、和/或使總轉(zhuǎn)矩保持不變、和/或在——特別是加權考慮的——標準方面進行優(yōu)化，所述標準是使通過對電機(6)的控制而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向作用保持不變和使總轉(zhuǎn)矩保持不變。
7.—種機動車(I)，包括至少兩個電機(6)的系統(tǒng),所述至少兩個電機與機動車(I)的不同的車輪(2)運動耦合并且與電池(9)連接；該機動車還包括控制電機(6)的運行的驅(qū)動控制裝置(10)，該驅(qū)動控制裝置構成為用于實施根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法。
【文檔編號】B60W30/184GK103958317SQ201280057870
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月26日 優(yōu)先權日:2011年11月23日
【發(fā)明者】A·克魯斯, T·施耐德 申請人:奧迪股份公司