[發明專利]控制混合機動車輛運行的方法和混合車輛

有效

• 申請號: 200580039098.0
• 申請日: 2005-10-19
• 公開（公告）號: CN101056777A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 米歇爾·齊爾默;馬蒂亞斯·赫爾茨;埃克哈德·波特;達維德·普羅哈茲卡
• 申請（專利權）人: 大眾汽車股份公司;斯柯達汽車公司
• 主分類號: B60K6/04
• 分類號: B60K6/04
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余朦;方挺

本發明涉及控制具有混合驅動裝置的機動車輛運行的方法，該混 合驅動裝置包括內燃機和額外的至少一個可選地由發動機或電動機運 行控制的電機，當處于發電機運行時，該電機例如為車輛的車輛電網 供電和/或為蓄能器充電。此外，本發明還涉及具有相應控制裝置的混 合車輛。

術語混合車輛指組合有至少兩個驅動裝置的機動車輛，所述驅動 裝置使用不同的能源，以便為車輛運行提供功率。特別有利的是，內 燃機和電機的性質相互補充，內燃機通過汽油或柴油燃料的燃燒產生 動能，電機將電能轉化為動能。因此，當今的混合車輛大多裝備有內 燃機和一個或多個電機的組合。存在兩種不同的混合方案。在所謂的 串聯或順序混合方案中，僅通過電機來實現車輛的驅動，而內燃機通 過單獨的發電機產生電流，以給為電機饋電的蓄能器充電，或給電機 直接饋電。與此相反的是，至少當前在載客車輛的應用中優選并聯混 合方案，其中可以通過內燃機和電機來表示車輛的動力。

在這樣的并聯方案中使用的電機可選地由電動機或發電機運行。 因此，例如電動機運行時的電機通常在具有較高車輛負載的工作點下 與內燃機相連。此外，它還能起到內燃機的啟動發動機的功能。與此 相反的是，內燃機行使動力時的電機主要是由發電機驅動，由此將電 機產生的電功率用于例如蓄能器的充電和/或車輛電網的供電。在具有 多于一個電機的功率分支的混合方案的情況下，還可以將電機的發電 機運行另外用于供電。此外，通過發電機驅動的電機通常獲得至少一 部分的制動功率(恢復)，由此一部分損失的機械能被轉換為電能。混 合方案的通常優點是，與常規的爪極發電機相比，該電機具有更高的 效率。

當前的電機類型主要是異步電機(ASM)或永磁同步電機(PSM)。在 所有類型中，其明確的功率損耗不利于較低的力矩需求，也就是說不 利于較低的輸出電功率。這導致的結果是，必須施加與相對較低的電 負荷不成比例的較多的機械能，因此通過內燃機消耗較多的燃料，以 便通過電機產生所需的電功率。

本發明的任務是提出控制混合車輛的方法，其使得在并聯混合方 案中更有效并且最終更節約燃料地使用電機。

通過具有獨立權利要求特征的方法和機動車輛解決所述任務。根 據本發明，依賴保持給定的邊界條件，在交替的時間間隔內實現發電 機運行時電機的運行(脈沖充電運行)，借此

(a)在第一時間間隔內，電機使用第一高電功率輸出運行，所述電 功率輸出高于所述車輛電網的實際功率消耗，以及

(b)在第二時間間隔內關閉。

通過一方面具有電功率輸出以及另一方面在中間的時間間隔中處 于完全關閉狀態下的電機交替的運行，其中，電功率輸出明顯高于車 輛電網(可能是為蓄能器充電到給定的充電狀態)實際需要的功率，極 大地避免了在這些極值間處于具有不合適的效率的負荷點的運行。因 此，與現有技術相比，明顯地改善了電機的總效率以及總的混合動力 總成并降低了燃料消耗。在此，可以根據需要使用在第一時間間隔通 過電機所提供的高電功率，以便為電蓄能器充電(可能給額定充電狀態 加上緩沖值)和/或另一方面為機動車輛的車輛電網供電，其中不但可 以理解成被耗電部件所耗費的功率，而且還可以理解成為充電可選存 在的浮充蓄電池(通常是12V車輛蓄電池)。相反地，在第二時間間隔 內，基本上實現由第一時間間隔內充滿電的蓄能器(并且必要時由車輛 蓄電池)向車輛電網的供電。

根據本發明的優選實施方式，在發電機運行的時間間隔中，根據 給定的閾值來實現電機蓄能器充電狀態的轉變。特別地，當蓄能器的 充電狀態達到高轉換界限時，結束第一時間間隔，反之，當蓄能器的 充電狀態達到低轉換界限時，結束第二時間間隔(關閉的電機)。通過 這種方式，蓄能器的充電狀態圍繞額定充電狀態擺動。可以使用相同 或不同的額定充電狀態的間隔來確定高轉換界限和低轉換界限。額定 充電狀態從其方面根據操作點及蓄能器尺寸和類型計算為恢復電勢、 升壓電勢、蓄能器壽命和冷啟動安全之間的妥協。