[發明專利]運行在機動車中與內燃機耦合的電機的方法和運算單元

有效

• 申請號: 201280031962.2
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN103635349B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: R.赫比希;J.勒斯納
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10;B60L7/20;B60L11/14;B60L11/18;B60L15/20;B60W10/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 汲長志,楊國治

技術領域

本發明涉及一種用于運行在機動車中與內燃機耦合的電機的方法。

背景技術

在機動車中經常采用具有電激勵的齒形電極發電機作為電機。通過轉子繞組的電流用作用于調節期望的輸出電壓的調節參量并且由配屬的場調節器預先確定。該調節例如阻止了，通過與發電機的非常不同的電動機轉速提供強烈波動的電壓值，這些電壓值必要時可能損壞后置的電氣裝置。

已知的是，采用電機作為起動發電機，以便一方面在電機的電動機運行下起動（開動）內燃機并且另一方面在電機的發電機運行下產生用于車載電網的電流以及用于給機動車蓄電池充電的電流。

用于車輛驅動的電機在混合動力車輛領域是已知的。在此的目標在于，在低轉速下支持內燃機（所謂的增壓運行、渦輪遲滯補償（Turboloch-Kompensation）），在低轉速下內燃機還沒有提供其完全的扭矩。以概念“再生系統”描述這樣的系統，在這樣的系統中作為發電機以盡可能大的扭矩運行電機，以便制動該車輛并且暫存在此回收的制動能量。通常出于該目的采用永久勵磁的同步電機，其在較高電壓（通常>100V）下運行。這伴隨在傳動系中大的變化以及由于高電壓所帶來的高成本的保護措施導致了復雜的系統結構。除了高的集成費用這樣的系統導致高的額外費用。

值得期望的是，也能夠經濟地以常規的電機實現混合動力運行和/或再生運行。

發明內容

按照本發明提出了一種具有權利要求1的特征的用于運行在機動車中與內燃機耦合的電機的方法。有利的設計方案是從屬權利要求以及隨后的說明的主題。

本發明實現了，對于混合動力運行和/或再生運行來說也能夠使用常規電機（例如齒形電極發電機或皮帶驅動的起動發電機等等），其方法是提供一種特別類型的激勵電流預設值。特別是根據電機的運行模式不同地提供激勵電流，其中特別是區分多個發電機運行模式和/或多個電動機運行模式。在此如此調節激勵電流，從而使得該激勵電流對于相應的運行模式盡可能最優。特別是激勵電流預設值并非對于所有運行模式都是相同的。因此在至少兩種運行模式下按照各一種其他的規定提供激勵電流，例如在第一發電機運行模式下根據期望的制動力矩并且在其他運行模式下根據期望的發電機電壓。

通過應用常規的電機在傳動系上幾乎沒有修改是必要的。可以提高電機的效率。如果作為調節實現了預先確定，那么可以特別準確地保留期望的激勵電流（“IErr”）。

作為運行模式可以首先粗略地區分電機的電動機運行與發電機運行。除此之外也可以考慮關斷運行，在該模式下關斷激勵電流。

電動機運行有利地包括起動過程（“發動”）、起動/停止運行和/或電氣支持行駛運行（所謂的增壓模式）。

基本上通過變流器的開關元件的控制來觸發發電機運行的類型。發電機運行有利地包括作為具有蓄電池的負載的升壓斬波器（HSS）、作為具有蓄電池的負載的有源整流器（AGLR；在此在自然的轉換時刻開關所述開關元件，產生如在傳統的二極管整流器中那樣的類似的特性）、具有電氣零力矩的AGLR和/或具有電氣制動的AGLR的運行。

在一種設計方案中優選根據機動車蓄電池的I-U特性曲線預先確定激勵電流。在此首先以一確定的額定電流并隨后以一確定的額定電壓給蓄電池充電。同樣優選地根據轉速（nG）和要求的扭矩（MWunsch）預先確定激勵電流（IErr）。激勵電流的預設值可以取決于另外的參量，例如像取決于溫度（T）、定子電壓（UG）和/或定子電流（IG）。同樣優選根據負載電壓和電流預先確定激勵電流，該負載電壓和電流輸出到車載電網中。

優選根據一個或多個隨后闡述的運行模式預先確定激勵電流。在此選擇的3000轉每分（U/min）的轉速閾值是純示例性的并且取決于電機的所謂的起動轉速。

模式0（第一電動機運行模式）：起動內燃機

在此有利地將激勵電流調節到其最大允許值（IErr_Grenz）,以便獲得盡可能大的磁流，從而電機給內燃機提供在最小的相電流下的最大起動力矩。最大相電流（IPhase_Max）被調節。

模式1（第一電動機運行模式）：起動內燃機（起動/停止）

在此有利地將激勵電流調節到其最大允許值（IErr_Grenz）,以便獲得盡可能大的磁流，從而電機給內燃機提供在最小的相電流下的最大起動力矩。在起動/停止運行中可以在停止階段保持小的激勵電流。這具有的優點在于，可以無延遲地實現緊接著的電動機起動。

模式2（第二電動機運行模式）：內燃機的力矩支持（混合動力運行、增壓運行）