[发明专利]针对混合动力车辆用以实现负载点移位、回收和增压的运行策略

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监控混合驱动装置的方法，该混合驱动装置包括内燃机、能够由内燃机驱动的发电机、蓄电器以及电马达，并且该混合驱动装置以能够以负载点移位运行方式、回收运行方式以及增压运行方式运行，其中，在负载点移位运行方式中，功率或转矩分配调节器以维持蓄电器的充电状态的预先确定的额定值的方式来预设由内燃机和电马达输出的功率或转矩，本发明还涉及一种相应的控制装置以及具有这种控制装置的作业机械。

背景技术

用于作业机械的混合驱动装置包括内燃机、由内燃机驱动的发电机、蓄电器以及电马达。作业机械的前进和/或对由作业机械驱动的部件的驱动通过如下的传动系来实现，在该传动系中，内燃机和电马达的驱动力矩通过复合变速器(一般是行星变速器)得到叠加或者共同作用于一个轴。这种混合驱动装置能够以不同的运行方式运行，特别是：(a)负载点移位运行方式，其中，发电机给蓄电器充电或者由蓄电器馈电的电马达为传动系提供附加的驱动力矩并且改良内燃机的效率，b)回收运行方式，其中，电马达用作发电机并且将作业机械的动能转换成电能，用以给蓄电器充电，以及c)增压运行方式，其中，内燃机和由蓄电器馈电的电马达分别以最大功率运行，以便克服短时的负载峰值。运行方式之间的切换根据内燃机的瞬时转速以及瞬时负载力矩来进行。

在负载点移位运行方式中，将驱动功率划分为由内燃机提供的功率和由蓄电器提供的功率。由此，这种混合驱动装置相对于传统的驱动装置提供了进一步的自由度，在传统的驱动装置中，仅能改变内燃机的功率。为了对内燃机的转矩和电马达的转矩进行预设，或者为了将需要提供的功率分摊给内燃机和电马达，在现有技术中应用了不同类型的调节器，特别是比例积分调节器(参见DE 10 2006 010 223 A1)或者启发式调节器。这种所谓的功率或转矩分配调节器必须关注其他边界条件，如力求维持蓄电器中一定电量的额定值，并且可以为了优化总体效率来进行优化。

运行类型之间的转换表现在用于现有技术的功率或转矩分配调节器中可能被证实是有问题的。如果例如激活的是回收运行方式，蓄电器的充电状态通过回收的动能来提高。如果接下来激活的是负载点移位运行方式，那么调节器力求再次平衡电量增长。由此，蓄电器中的电量再次降低，但是代价是内燃机的效率方面较为不利。而在接下来进行增压时，缺少了蓄电器中回收到的电量。

在现有技术中，已经介绍了如下的运行策略，其组合式地涉及负载点移位、回收以及增压，并且以启发或优化方法为基础。对于启发有利的是硬件要求很低，但代价是通常很少的消耗降低以及很高的参数化耗费。在优化方法中能够获得较高的消耗降低，但同时硬件要求很复杂。

发明内容

本发明的目的在于，实现启发方案的优点和优化可行方案，并且避免迄今的功率或转矩分配调节器的上述缺陷。

所述目的根据本发明通过权利要求1、6和10的教导来实现，其中，在其他权利要求中列出了以有利方式改进技术方案的特征。

混合驱动装置包括内燃机、能够由内燃机驱动的发电机、蓄电器以及电马达。通过控制装置能够使混合驱动装置可选地以负载点移位运行方式、回收运行方式以及增压运行方式来运行。在负载点移位运行方式中，功率或转矩分配调节器以维持蓄电器的充电状态的预先确定的额定值的方式来预设由内燃机和电马达输出的功率或转矩，其中，附加地力求改善内燃机的效率。蓄电器的充电状态的由功率或转矩分配调节器所顾及的额定值在负载点移位运行方式中，根据蓄电器的在之前经历的回收运行方式和/或增压运行方式中发生的充电状态变化而移位。

按照上述方式，蓄电器的充电状态的预设值自主地在回收运行之后向上移位或者在增压运行之后向下移位，从而功率或转矩分配调节器不再试图获得平均的充电状态，而是将充电状态的额定值与混合驱动装置的当前运行更佳地匹配。由此，混合驱动装置在后续的回收或增压过程中能够降低充电量或者再次给蓄电器充电，而不会偏离蓄电器容许的电量极限。该电量极限被设置为如下数值，其确保蓄电器足够的寿命并且下边界为最大充电量的例如20％，上边界为最大充电量的80％。

如果多次先后出现回收或增压，则可能使蓄电器的电量极限受到损伤。为了避免超出电量极限，在这种情况下可以将充电状态的发生移位的额定值逐渐(例如呈坡面状)地调整回充电状态的标称的额定值(例如为最大电量的50％)。

附图说明

在附图中示出本发明下面详细介绍的实施例。其中：

图1示出呈带有被牵引的圆辊压力件的拖拉机形式的农用作业机械的侧视图，