用于前瞻性地運行機動車的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及尤其在前瞻性地考慮有待駛過的行駛線路的基礎上用于機動車的速 度調節裝置。此外，本發明涉及用于確定混合動力驅動系統中的功率劃分的方法。
【背景技術】
[0002] 已知，為了降低用燃料運行的機動車的燃料消耗或能耗，要考慮前面的行駛線路， 并且對于有待駛過的行駛線路的路段來說預先給定用于速度調節的最佳的行駛速度。為 此，對于前面的行駛線路的各個路段來說，要提供額外的信息，所述額外的信息對在相關的 路段中所允許的速度的規定以及其他對燃料消耗產生影響的線路參數的規定作出說明。
[0003] 此外，對具有混合動力驅動系統的機動車來說在不同的驅動單元之間的功率的劃 分(負載分配)方面存在著優化需求。在考慮到關于驅動單元的功率的可能的負載分配的情 況下在能耗的優化目標方面對所述額定車速進行優化，這通常由于在機動車中可供使用的 控制器的有限的計算能力而至今不能實時地進行。
【發明內容】
[0004] 根據本發明，設置了根據權利要求1所述的、用于確定額定車速以及對混合動力 驅動系統的多個驅動單元的功率進行劃分的負載分配的方法以及按并列的權利要求所述 的裝置和機動車。
[0005] 其他的設計方案在從屬權利要求中進行說明。
[0006] 根據第一方面，設置了一種用于運行具有混合動力驅動系統的機動車的方法，該 方法具有以下步驟： -提供關于最有可能有待駛過的行駛線路的路段的信息； -實施第一優化，其中在第一成本函數的基礎上在預先給定混合動力驅動系統的驅動 單元之間的所確定的或(在考慮到后置的負載分配的情況下）所已知的負載分配的情況下 將全部的能耗降低到最低限度，其中確定用于駛過所述最有可能有待駛過的行駛線路的路 段的額定車速； -實施第二優化，其中對于所述行駛線路的路段中的一個或多個路段以及在所述第一 優化中所確定的額定車速而言在全部能耗方面對所述混合動力驅動系統的驅動單元之間 的負載分配進行優化；并且 -針對當前駛過的路段在所述負載分配的基礎上并且在所述額定車速的基礎上運行所 述機動車。
[0007] 上述方法用于根據能耗對具有混合動力驅動系統的機動車的額定車速進行優化。 對于具有多個驅動單元的混合動力驅動系統來說還存在著以下需求：確定對由不同的驅動 單元提供的功率進行劃分的負載分配或確定為了驅動所述機動車從不同的蓄能器中獲得 的功率的負載分配。但是，因為不僅所述額定車速而且所述負載分配都直接影響所述能耗， 所以為了使所述機動車能量最小化地行駛，不僅需要預先給定所述額定車速而且需要預先 給定針對有待駛過的路段的負載分配。
[0008] 上述方法能夠實現：快速地解決因確定預先給定的行駛線路的最小能耗而產生 的、計算比較密集的優化問題，方法是：彼此分開地確定所述額定車速和所述負載分配。這 通過以下方式來進行：首先在關于前面的行駛線路的說明的基礎上確定額定車速的優化， 并且隨后在針對至少當前的路段所確定的額定車速的基礎上確定經過優化的負載分配。
[0009] 為了圍繞確定額定車速的自由度將所述能耗降低到最低限度而消除對負載分配 進行確定，由此使得上述方法可以特別有效地以較小的資源需求來進行。這能夠在線地、也 就是實時地在機動車中計算上述優化方法。
[0010] 此外，可以從由駕駛員輸入的導航數據中或者從基于已駛過的行駛線路的經驗值 中確定所述最有可能有待駛過的行駛線路。
[0011] 按照一種實施方式，關于從最有可能的行駛線路中得出的路段的信息可以包含與 消耗有關的線路參數，特別地可以包括關于線路上坡或下坡的說明、關于路面狀態或路面 類型的說明和/或關于一個或多個速度極限的說明。
[0012] 可以規定，在預先給定的負載分配的基礎上或者在之前針對最后所行駛的路段已 確定的負載分配的基礎上實施所述第一優化。
[0013] 特別地，所述第一優化可以包括動態規劃、線性規劃或混合整數規劃。
[0014] 此外，所述第二優化可以借助于ECMS方法來實施。
[0015] 所述第二優化可以借助于第二成本函數來實施，其中加權因數K作為由所述第一 和第二驅動單元提供的驅動功率之間的能量成本的比例來考慮，并且尤其取決于電的蓄能 器的充電狀態。所述加權因數特別地也可以取決于將來的線路的狀態。
[0016] 根據另一方面，設置了一種用于運行具有混合動力驅動系統的機動車的裝置、尤 其是車輛控制器，其中所述裝置被構造用于： -提供關于最有可能有待駛過的行駛線路的路段的信息； -實施第一優化，其中在第一成本函數的基礎上將全部的能耗降低到最低限度，其中確 定用于駛過所述最有可能有待駛過的行駛線路的路段的額定車速； -實施隨后的第二優化，其中對于所述行駛線路的路段中的一個或多個路段以及在所 述第一優化中所確定的額定車速而言在全部能耗方面對所述混合動力驅動系統的驅動單 元之間的負載分配進行優化；并且 -針對當前駛過的路段在所述負載分配的基礎上并且在所述額定車速的基礎上運行所 述機動車。
[0017] 根據另一方面，設置了一種具有混合動力驅動系統和上述裝置的機動車。
【附圖說明】
[0018] 下面借助于附圖對實施方式進行詳細解釋。在附圖中： 圖1是具有用于預先給定額定車速和劃分比例的控制器的機動車的示意圖； 圖2是取決于電的蓄能器的充電狀態S0C的加權因數K的可能的曲線；并且 圖3是用于對用來運行機動車的方法進行說明的流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 圖1示出了具有混合動力驅動系統2的機動車1，所述混合動力驅動系統具有第一 驅動單元3比如內燃機和第二驅動單元4比如電驅動裝置。所述第一驅動單元3和所述第 二驅動單元4可以一起或單獨地將驅動力矩、也就是驅動功率通過(未示出的）輸出軸提供 給驅動輪。
[0020] 通過燃料箱6向作為第一驅動單元3的內燃機提供作為化學載能體的燃料。由電 的蓄能器7向作為第二驅動單元4的電驅動裝置4提供電能。
[0021] 此外，所述混合動力驅動系統2包括混合動力控制器5,以便操控所述第一驅動單 元3和所述第二驅動單元4來提供相應的部分驅動力矩。
[0022] 設置了一種車輛控制器10,該車輛控制器向所述混合動力控制器5說明關于有 待提供的驅動力矩的信息以及關于負載分配的信息。所述負載分配對有待由不同的驅動 單元3、4提供的驅動功率的劃分情況作出說明。有待提供的驅動力矩作為調節參數從 速度調節機構11中產生，所述速度調節機構可以在所述控制器10中或與其分開地實現 (imp1ement i eren)〇
[0023] 所述速度調節機構11用于通過將調節參數提供給所述混合動力控制器5來將所 述機動車的速度調節到額定車速。所述速度調節機構11可以被構造用于根據所述車速相 對于額定車速v sclll的調節偏差作為調節參數來將關于有待提供的驅動力矩的說明提供給 所述混合動力控制器5。
[0024] 所述車輛控制器10與可以被包含在導航系統中的行駛線路信息系統12處于連接 之中，所述行駛線路信息系統提供關于前面的行駛線路的信息。所述行駛線路信息系統12 在比如由駕駛員提供的導航數據或類似數據的基礎上確定要由所述機動車以最大的可能 性來行駛的行駛線路(最有可能的行駛線路)。此外，所述最有可能的行駛線路也可以以本 身已知的方式從關于已經駛過的行駛線路的、歷史的行駛數據中確定。
[0025] 所述最有可能的行駛線路通過一個或多個相關的路段來確定。所述行駛線路信息 系統12除了關于所述路段的說明之外還向所述車輛控制器10提供與燃料消耗有關的、關 于所涉及的路段中的每個路段的參數。
[0026] 所述行駛線路信息系統12可以是駕駛員協助系統的一部分或是導航系統的一部 分。所述行駛線路信息系統12訪問地圖存儲器，所述地圖存儲器可以提供關于路段的信 息。
[0027] 所述車輛控制器10包括優化單元13,該優化單元從所述行駛線路信息系統12處 得到關于所述行駛線路的路段的說明包括與燃料消耗有關的、關于所述路段中的每個路段 的參數在內。
[0028] 結合圖2的流程圖介紹用于在能耗方面對機動車的運行進行優化的方法，所述方 法可以在所述優化單元13中來實施。
[0029] 在步驟S1中，提供關于最有可能有待駛過的行駛線路的、彼此鄰接的路段的信 息。所述最有可能有待駛過的行駛線路從比如由駕駛員輸入的導航數據中、從基于過去已 經駛過的行駛線路的經驗值中或類似參數中得出。
[0030] 關于從最有可能的行駛線路中得出的路段的信息包含與消耗有關的線路參數，比 如關于線路上坡或下坡的說明，關于路面狀態或路面類型比如高速公路、鄉下公路、市內路 段的說明以及比如從法律上的速度規定、建議速度或轉彎半徑中得出的速度極限。此外，可 以對比如與起風情況或下雨可能性有關的天氣預報信息作出說明。
[0031] 在步驟S2中，借助于說明關于能耗的第一成本函數K1的目標函數來對用于駛過 所述路段的額定車速v sclll進行第一優化。所述第一成本函數K1是這樣的一種目標函數，該 目標函數確定關于在所觀察的行駛線路的路段