用于優(yōu)化機動車的功率需求的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化機動車的功率需求的方法，所述機動車包括用于驅(qū)動單元的速度調(diào)節(jié)設(shè)備（G）和用于所述驅(qū)動單元的冷卻回路的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備（T）。在所述方法中，借助至少一個路段參數(shù)（St）得出所述驅(qū)動單元的所預期的第一功率需求和所述冷卻回路的所預期的第二功率需求。按照本發(fā)明，首先選擇與所述路段參數(shù)（St）一致的行駛策略，獲取與所述行駛策略一致的第一功率需求并且獲取與所述行駛策略一致的第二功率需求。在此基礎(chǔ)上根據(jù)所獲取的第一和第二功率需求這樣匹配所述行駛策略，即使得所述機動車的總功率需求最小化。
【專利說明】用于優(yōu)化機動車的功率需求的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化機動車的功率需求的方法以及用于實施所述用于優(yōu)化功率需求的方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知用于機動車的預測性的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其實現(xiàn)了用于機動車的驅(qū)動單元的溫度調(diào)節(jié)的預測性調(diào)節(jié)策略的實施。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，借助于機動車的數(shù)字地圖和位置確定(其尤其可以借助于GPS (全球定位系統(tǒng))定位來實施)預測性地計算并且提早調(diào)節(jié)地尤其對內(nèi)燃機的未來的熱量輸入進行干預，以便降低機動車的能量和/或燃料消耗。
[0004]因此，例如由文獻US2007/0261648A1已知ー種用于驅(qū)動溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的方法，其中由機動車的預期的行駛路段來估計未來的熱量輸入。尤其考慮預期的行駛路段的高度分布，從而可以預先確定在上坡行駛時產(chǎn)生的附加的高的熱量輸入或者在下坡行駛中低的熱量輸入。由此，溫度調(diào)節(jié)設(shè)備可以被調(diào)節(jié)成與高度分布一致。如果例如一段延伸的下坡行駛臨近，那么尤其可以暫時地接受高的溫度。由此避免了用于調(diào)節(jié)溫度的不必要的調(diào)節(jié)干預，從而減少了能量或燃料消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]作為本發(fā)明的基礎(chǔ)的任務(wù)在于，給出一種相對于現(xiàn)有技術(shù)有所改善的用于優(yōu)化機動車的功率需求的方法。
[0006]該任務(wù)按照本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1的特征部分的特征的用于優(yōu)化機動車的功率需求的方法以及通過具有權(quán)利要求5的特征部分的特征的用于優(yōu)化功率需求的裝置解決。
[0007]本發(fā)明的有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0008]在ー種用于優(yōu)化機動車(所述機動車包括用于驅(qū)動単元的速度調(diào)節(jié)設(shè)備和用于所述驅(qū)動単元的冷卻回路的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備)的功率需求的方法中，根據(jù)至少一個路段參數(shù)來得出所述驅(qū)動単元的有待預期的第一功率需求和所述冷卻回路的有待預期的第二功率需求。按照本發(fā)明，首先選擇與所述路段參數(shù)一致(對應(yīng))的行駛策略，得出與所述行駛策略一致的第一功率需求并且得出與所述行駛策略一致的第二功率需求。接著根據(jù)所得出的第一和第二功率需求這樣匹配(適配，調(diào)整)所述行駛策略，即使得所述機動車的總功率需求最小化。
[0009]第一功率需求(這是所選擇的行駛策略所預期的)可以尤其通過根據(jù)各種不同方法的計算得出或者通過根據(jù)確定參數(shù)的估計得出。獨立于得出第一功率需求的方式，所預期的冷卻回路的第二功率需求尤其也通過根據(jù)各種不同方法的計算或通過根據(jù)確定參數(shù)的估計來得出。
[0010]所述方法用于減少機動車的總功率需求。溫度調(diào)節(jié)設(shè)備和速度調(diào)節(jié)設(shè)備為此相互連接并且可以被視為整體/統(tǒng)ー單元。那么尤其可以接受驅(qū)動單元的略微高的功率需求，如果該略微高的功率需求由冷卻回路的相應(yīng)更低的第二功率需求抵消的話。
[0011]此外，所述用于優(yōu)化功率需求的方法允許對機動車的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的提早的和高能效的控制。這樣尤其可以識別出，即使在預測性的干預下仍然不可以遵循所需要的溫度限制，還是只有在巨大的能量投入下才能遵循所需要的溫度限制。溫度調(diào)節(jié)設(shè)備與機動車的速度調(diào)節(jié)設(shè)備雙向地通信，從而在這樣的情況下可以匹配機動車的行駛策略。例如這樣匹配行駛策略，即使得高熱量輸入得到提早地減小，所述高熱量輸入導致冷卻回路的高的第二功率需求。這可以例如借助于相應(yīng)地調(diào)節(jié)干預在機動車的傳動單元中發(fā)生。
[0012]優(yōu)選地，如果用于驅(qū)動單元的預期的熱量輸入超過ー個臨界值，則匹配所述行駛策略。
[0013]所述用于優(yōu)化功率需求的方法同樣適用于具有內(nèi)燃機、電機或混合驅(qū)動裝置的機動車并且也可以與用于熱量回收的系統(tǒng)進行組合，所述系統(tǒng)提供另外的熱量輸入到冷卻系統(tǒng)中。
[0014]有利地，避免對冷卻回路的不必要的調(diào)節(jié)干預，從而延長冷卻回路的相應(yīng)構(gòu)件的壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]在下文中根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例進ー步詳細闡明。
[0016]其中:
[0017]圖1示意地示出用于優(yōu)化機動車的裝置的結(jié)構(gòu)。
[0018]彼此相應(yīng)的部件在附圖中以相同的附圖標記規(guī)定。
【具體實施方式】
[0019]圖1示意地示出了用于優(yōu)化機動車的功率需求的方法以及適于實施所述方法的裝置。
[0020]預測模塊I提供數(shù)據(jù)，借助于所述數(shù)據(jù)進行機動車的定位。預測模塊I例如包括用于基于衛(wèi)星的定位信號如GPS (全球定位系統(tǒng))數(shù)據(jù)的接收器。對此，備選地也可以借助于傳統(tǒng)的導航功能進行機動車的當前定位。此外，可以設(shè)置導航單元的相應(yīng)的輸入裝置，從而使車輛駕駛員可以預先確定機動車的初始位置和/或機動車的一個或多個期望的目標位置。預測模塊I可以附加地具有環(huán)境傳感器、例如測距雷達，其檢測機動車的環(huán)境。
[0021]預測模塊I包括ー個數(shù)字道路地圖，其提供三維地圖數(shù)據(jù)。路段參數(shù)St——其表示位于機動車前面的路段部段——由所述三維地圖數(shù)據(jù)獲得。在預測模塊I中存儲有用于路段部段的高度數(shù)據(jù)、路段走向和/或速度限制，它們得到評估以便得出路段參數(shù)St。尤其可以把車道的坡度或彎曲度數(shù)據(jù)以及在所述路段上有待預期的交通流量作為路段參數(shù)St而得出。
[0022]在此待表示的路段部段可以通過起始和目標位置的預先確定而被確切地預先確定。對此備選地可以通過計算最可能的路徑來選擇預見性的視野內(nèi)的路段部段。對此，分析當前的行駛參數(shù)F，例如機動車的當前位置、行駛方向和/或速度。
[0023]運行數(shù)據(jù)模塊2獲得機動車的所有當前相關(guān)的行駛參數(shù)F和車輛參數(shù)Fz。尤其獲得車輛駕駛員現(xiàn)在的控制干預(例如加速踏板的操作)、發(fā)動機和傳動裝置(變速器)數(shù)據(jù)(例如傳動單元的當前的實際擋位、驅(qū)動單元和/或冷卻劑的溫度)和行駛數(shù)據(jù)(例如機動車的速度和/或加速度)作為行駛參數(shù)F或車輛參數(shù)Fz。
[0024]機動車的速度調(diào)節(jié)設(shè)備G的行駛策略模塊3對于即將來臨的路段部段如此計算預測性的行駛策略，使驅(qū)動單元的第一功率需求得到優(yōu)化。根據(jù)路段參數(shù)St得出用于預測性的第一參數(shù)Pl的消耗最優(yōu)的預定值，所述第一參數(shù)尤其包括為了實施行駛策略必要的對用于驅(qū)動單元的冷卻回路的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T的功率要求。
[0025]借助于相應(yīng)的速度調(diào)節(jié)參數(shù)GSl至GSn來控制機動車的各個不同的調(diào)節(jié)單元4、
5、6、7，以便實施行駛策略。例如按照行駛策略控制自動化傳動單元的擋位選擇和驅(qū)動單元的力矩(轉(zhuǎn)矩)控制，所述驅(qū)動單元尤其可以包括內(nèi)燃機或電機。此外，借助于速度調(diào)節(jié)參數(shù)GSl至GSn尤其對機動車的一個或多個持續(xù)制動器(例如減速器)的操作進行調(diào)節(jié)。電機和持續(xù)制動器尤其起到溫度調(diào)節(jié)中的附加的熱源的作用。力矩控制尤其可以在自動速度控制運行(巡航控制運行)的范圍中實現(xiàn)。
[0026]速度調(diào)節(jié)設(shè)備G包括用于調(diào)節(jié)機動車的速度的調(diào)節(jié)單元4、5、6、7。擋位選擇模塊4按照由行駛策略模塊3所得出的預測性行駛策略將擋位預定值與傳動單元相互配合。尤其借助于速度調(diào)節(jié)參數(shù)GSl至GSn來調(diào)節(jié)機動車的自動化的手動變速器單元或自動變速器的運行功能，以便實施消耗優(yōu)化的行駛策略。
[0027]此外，速度調(diào)節(jié)設(shè)備G包括至少一個用于內(nèi)燃機的力矩預定模塊5或用于電機的力矩預定模塊6。所述用于優(yōu)化機動車的功率需求的方法尤其適用于混合動力車輛，其中所述驅(qū)動單元不僅具有內(nèi)燃機而且具有電機。相應(yīng)地，力矩預定模塊5、6按照預定的速度調(diào)節(jié)參數(shù)GSl至GSn來控制機動車的驅(qū)動單元的總的力矩路徑。
[0028]尤其為了優(yōu)化商用車例如載貨車輛的能量或燃料消耗而設(shè)置有力矩預定模塊7，以便控制持續(xù)制動器(例如減速器)。持續(xù)制動器可以例如構(gòu)成為電子動態(tài)減速器(其中借助于感應(yīng)的渦流實現(xiàn)機動車的減速)或者構(gòu)成為液壓動態(tài)減速器，其中對于機動車減速必要的能量被熱傳遞到制動液中。這樣的持續(xù)制動器尤其用于，在較長的下坡行駛中減少機動車的常規(guī)制動單元的過熱的危險。借助于速度調(diào)節(jié)參數(shù)GSl至GSn來控制所述持續(xù)制動器，以便高能效地使用機動車。持續(xù)制動器尤其也可以被用于將附加的熱量輸送到機動車的冷卻回路。
[0029]尤其通過用于電機的力矩預定模塊6也可以提供制動功能或持續(xù)制動功能，其中電機在發(fā)電機運行中回收行駛能量并且以電能的形式輸送到蓄能器。
[0030]機動車的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T具有溫度預測模塊8，其根據(jù)預測性的第一參數(shù)Pl預先計算作用于機動車的熱量輸入。對此采用相應(yīng)的數(shù)學或數(shù)字模型。尤其要得出內(nèi)燃機、電機、持續(xù)制動器或機動車的另外的連接到冷卻回路的構(gòu)件的熱量輸入。根據(jù)即將來臨的路段部段和所屬的路段參數(shù)將未來的下坡行駛尤其識別為熱量下降。結(jié)果是關(guān)于預測性的視野和相應(yīng)的預測性的第二參數(shù)P2的預測性的溫度走向，根據(jù)所述預測性的第二參數(shù)實施用于控制溫度走向的調(diào)節(jié)策略。
[0031]評估單元9基于預測性的溫度走向和第二預測性的參數(shù)P2得出調(diào)節(jié)策略。這樣獲得所述用于溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T的調(diào)節(jié)干預的調(diào)節(jié)策略，即使得以盡可能小的附加的第二能量或燃料消耗和調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)主動性實現(xiàn)冷卻功能。用于控制溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T的所屬的溫度調(diào)節(jié)信號TSl至TSn被預先計算。溫度調(diào)節(jié)信號TSl至TSn例如這樣調(diào)節(jié)驅(qū)動単元的溫度，即使得在預期的更大的熱量輸入之前使冷卻劑的溫度過冷，從而利用傳動系組件的熱緩沖避免用于控制溫度的附加的調(diào)節(jié)單元10、11、12、13的接通，所述附加的調(diào)節(jié)單元可以具有高的功率需求。此外，由于短的匹配制動可以不同于下坡中的持續(xù)制動，所以可以更有目的地控制調(diào)節(jié)單元10、11、12、13。
[0032]借助于溫度調(diào)節(jié)信號TSl至TSn來控制溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的多個調(diào)節(jié)単元10、11、12、13。由此，例如調(diào)節(jié)冷卻回路的泵單元10的輸出功率，以便實施預測性的溫度走向。在此，泵單元10的輸出功率是無級或逐級可調(diào)節(jié)的。
[0033]借助于溫度調(diào)節(jié)信號TSl至TSn這樣調(diào)節(jié)可無級或逐級調(diào)節(jié)的調(diào)溫閥11，即使得來自冷卻劑冷卻器的經(jīng)冷卻的冷卻劑與來自小的第二冷卻回路(其沒有冷卻劑冷卻器)的未經(jīng)冷卻的冷卻劑的混合比例得到最優(yōu)的匹配，以便調(diào)節(jié)熱量輸入。
[0034]此外，借助用于調(diào)節(jié)溫度的溫度調(diào)節(jié)信號TSl至TSn來控制空氣輸送調(diào)節(jié)設(shè)備12的調(diào)節(jié)單元。這樣，例如用于調(diào)節(jié)冷卻空氣流的通風百葉窗、通風閥或通風滾輪可以得到打開或關(guān)閉或者得以處于適于冷卻發(fā)動機溫度的中間位置。
[0035]風扇13借助于溫度調(diào)節(jié)信號TSl至TSn得到接通或斷開，以便調(diào)節(jié)熱量輸入。如果必要也可以調(diào)節(jié)風扇13的轉(zhuǎn)速，以便確保驅(qū)動單元的最優(yōu)的冷卻。
[0036]由溫度預測模塊8得出的預測性的第二參數(shù)P2 (其尤其包含關(guān)于預測性的溫度走向的信息)可以被回傳到速度調(diào)節(jié)設(shè)備G的行駛策略模塊3。由此，相應(yīng)的信號流具有從溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T至速度調(diào)節(jié)設(shè)備G的反饋。這樣就實現(xiàn)了對行駛策略的干預，以便減小溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T和調(diào)節(jié)單元10、11、12、13的負荷。如果溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)主動性太高或者冷卻回路的第二功率需求超過ー個可預先確定的邊界值，則尤其可以匹配行駛策略。由此，來自行駛策略模塊3的反饋允許行駛策略的這樣的匹配，即使得由驅(qū)動單元的第一功率需求和冷卻回路的第二功率需求組成的總功率需求最小化。
[0037]相應(yīng)地，在評估單元9與溫度預測模塊8之間的信號流也得到反饋。溫度調(diào)節(jié)信號TSl至TSn——其尤其包含如轉(zhuǎn)速和カ矩要求的功率要求——被回傳到溫度預測模塊8，從而在預告未來的溫度走向時，可以考慮到這些變量。這樣可以實施優(yōu)化方法或啟發(fā)式的調(diào)節(jié)策略，其為了獲得溫度調(diào)節(jié)信號TSl至TSn而需要溫度預測模塊8的預先計算。
[0038]運行數(shù)據(jù)模塊2將車輛和行駛參數(shù)Fz、F不僅提供給速度調(diào)節(jié)設(shè)備G的行駛策略模塊3而且提供給溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T的溫度預測模塊8。這樣尤其可以把車輛駕駛員的行駛干預結(jié)合到預測性的行駛策略中和/或預測性的溫度走向中。
[0039]溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T與速度調(diào)節(jié)設(shè)備G借助于雙向接ロ連接，從而可以沿兩個方向交換數(shù)據(jù)。這尤其實現(xiàn)了行駛策略針對溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T的高的第二功率需求的匹配，從而使機動車的總功率需求最小化。
[0040]為了優(yōu)化機動車的功率需求，可以由此首先選擇與路段參數(shù)St —致的行駛策略。尤其在即將來臨的極大的車道坡度的情況下，預測性的行駛策略可以選擇對于發(fā)動機運行點的最佳值，從而第一功率需求是小的并且在驅(qū)動能上是有利的，但是卻導致非常大的熱量輸入到溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T中。此時，即使特定情況下有相應(yīng)的預冷卻，溫度預測模塊8也預期ー個未來的高冷卻功率的需求，那么與之相一致的冷卻回路的第二功率需求被從溫度調(diào)節(jié)設(shè)備T反饋到速度調(diào)節(jié)設(shè)備G。尤其如果例如包括泵單元10的輸出功率的預期的冷卻功率達到 一個臨界值，則引起這樣的反饋。此時，行駛策略模塊3在考慮到預期的冷卻回路的第二功率需求的情況下，確定用于機動車的驅(qū)動單元的新的在總能量上有利的工作點。如果該工作點雖然具有高冷卻功率，但已經(jīng)與總功率需求的最佳值相符，那么在此或者可能重新確定出相同的工作點。否則可以選擇具有相應(yīng)更高的第一功率需求的、在驅(qū)動能上更不利的工作點，其中相應(yīng)的熱量輸入被減小。由此需要冷卻回路的更小的冷卻功率，并且第二功率需求這樣得以減小，即使得總能量平衡最小化。
[0041]附圖標記:
[0042]I預測模塊
[0043]2運行數(shù)據(jù)模塊
[0044]3行駛策略模塊
[0045]4擋位選擇模塊
[0046]5用于內(nèi)燃機的力矩預定模塊
[0047]6用于電機的力矩預定模塊
[0048]7用于持續(xù)制動器的力矩預定模塊
[0049]8溫度預測模塊
[0050]9評估單元
[0051]10泵單元
[0052]11調(diào)溫閥
[0053]12空氣輸送調(diào)節(jié)設(shè)備
[0054]13風扇
[0055]F行駛參數(shù)
[0056]Fz車輛參數(shù)
[0057]G速度調(diào)節(jié)設(shè)備
[0058]GSl至GSn 速度調(diào)節(jié)參數(shù)
[0059]Pl第一參數(shù)
[0060]P2第二參數(shù)
[0061]St路段參數(shù)
[0062]T溫度調(diào)節(jié)設(shè)備
[0063]TSl至TSn 溫度調(diào)節(jié)信號
【權(quán)利要求】
1.用于優(yōu)化機動車的功率需求的方法，所述機動車包括用于驅(qū)動單元的速度調(diào)節(jié)設(shè)備(G)和用于所述驅(qū)動單元的冷卻回路的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備(T)，其中根據(jù)至少一個路段參數(shù)(St)來優(yōu)化所述驅(qū)動單元的所預期的第一功率需求和所述冷卻回路的所預期的第二功率需求，其特征在于， 選擇與所述路段參數(shù)(St)—致的行駛策略，獲取與所述行駛策略一致的第一功率需求并且獲取與所述行駛策略一致的第二功率需求，在此基礎(chǔ)上根據(jù)所獲取的第一和第二功率需求這樣匹配所述行駛策略，即使得所述機動車的總功率需求最小化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 由數(shù)字道路地圖的地圖數(shù)據(jù)得出所述至少一個路段參數(shù)(St)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)備(T)借助于溫度調(diào)節(jié)信號(TSl.....TSn)來控制至少一個泵單元(10)、調(diào)溫閥(11)、供氣調(diào)節(jié)設(shè)備(12)和/或風扇(13)的調(diào)節(jié)干預。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于， 所述速度調(diào)節(jié)設(shè)備(G)借助于速度調(diào)節(jié)信號(GSl.....GSn)來控制至少一個擋位選擇模塊(4)、用于內(nèi)燃機的力矩預定模塊(5)、用于電機的力矩預定模塊(6)和/或用于持續(xù)制動裝置的力矩預定模塊(7)的調(diào)節(jié)干預。
5.用于實施根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法的裝置，其特征在于， 所述機動車的所述速度調(diào)節(jié)設(shè)備(G)與溫度調(diào)節(jié)設(shè)備(T)借助于雙向的接口連接。
【文檔編號】F01P7/16GK103534454SQ201180070905
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月13日
【發(fā)明者】O·格林, F·考夫曼, D·納爾梅爾, J·埃爾澤 申請人:戴姆勒股份公司