[发明专利]混合动力驱动装置和用于该装置的控制方法、控制设备

说明书

本发明涉及一种用于具有内燃机(2)和电动机(23)的车辆(200)中的混合动力驱动装置的控制方法，用于确定内燃机(2)和电动机(23)之间的扭矩分配，其中，在成本函数(J)中考虑运行状态信息(FW,SB)、牵引电池(21)的充电状态信息(SOC,SOCref)以及排放上限(EM^G)和累计实际排放量(EM^K)之间的差(δ)，并且借助参考变量(x(t))影响内燃机(2)的运行状态，并因此影响内燃机的驱动力矩(M_VKM)，使得调整至少两个实际排放量(EM₁,EM₂)，使得混合动力驱动装置并因此内燃机(2)的按照随机顺序设置的任意不同的运行状态的组合的运行时间段内的对应的累计实际排放量(EM^K)，不超过该运行时间段内的排放上限(EM^G)，其中，借助根据差函数(δ(t))确定的无差异曲线(I)从帕累托最优替代方案中选择参考变量(x(t))，并且因此能够以优化排放的方式调节内燃机的扭矩份额(M_VKM)，由此使成本函数(J)最小。

技术领域

本发明涉及一种用于具有内燃机和电动机的车辆中的混合动力驱动装置的控制方法。

背景技术

为了能够最佳地使用车辆中的混合动力驱动装置，需要使用合适的控制方法来调节一个或多个电动机和内燃机之间的扭矩分配或功率分配。在此，这些控制方法对结构性措施、例如混合动力概念的选择和传动系上的各个部件(内燃机、电动机、变速器、离合器等)的作用进行补充。

同样利用合适的控制方法来调节内燃机的重要的发动机功能。在此，控制方法对结构性措施、例如燃烧室设计进行补充，并且影响喷射系统中的通过喷射方法的混合气形成。在内燃机运行时，该控制方法应当使燃料消耗量和与此相关联的CO₂排放量减少并且使主要废气成分、例如一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)以及烟尘和颗粒减少。

即使在混合动力驱动时，也就是说，当内燃机部分地或者完全提供其驱动力矩时，也总是需要内燃机功能的这种调节。

在此，对关于发动机的运行状态的信息(例如转速、扭矩、希望的扭矩、温度、DPF(Diesel-Partikelfilter，柴油颗粒过滤器)负荷)进行分析，并且确定在运行中影响消耗和排放的参考变量。

执行控制方法的控制设备中附加地存储的发动机综合特性曲线经常用于确定这些参考变量，在发动机综合特性曲线中例如存储有与上面提到的运行状态有关的额定废气再循环率或者额定增压压力。

合适的参考变量例如是废气再循环率、废气再循环分配、充填量、喷射时间点、点火时间点。然后，从这些参考变量中推导出调整变量(例如节气门位置、VTG(VariableTurbinengeometrie，可变涡轮几何)的位置)。

在这种情境下，术语″内燃机″包括整个内燃机系统以及所有其成套设备、辅助成套设备和调整元件。

利用这种策略，可以确保在确定的速度曲线中，通过特定参考变量的优化分配，不超过排放上限。这种速度曲线的一个示例是标准行驶周期、例如NEFZ(neuerFahrzyklus，新的欧洲行驶周期)，以该行驶周期行驶，以确定废气值和/或消耗值。对于这种周期，例如已知全局优化方法，例如在Heiko Sequenz：Emission Modelling and Model-Based Optimisation of the Engine Control，D 17Dissertationen 2012中给出的全局优化方法。

但是，在实际行驶运行中，此时出现在行驶之前和期间不知道的任意不同的速度曲线和运行状态。因为各个运行状态也已经与发动机控制无关地具有不同的排放值，所以在这些任意不同的行驶曲线下的消耗和排放值(1/100km或mg/km)可能部分地明显向下或向上偏离。由此，通过上面提到的控制方法不再给出在不超过排放极限值的情况下的例如燃料消耗或者CO₂排放量的全局优化。