用于按工况匹配车辆蓄能器的充能策略的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于按工况匹配车辆蓄能器的充能策略的方法。

背景技术：

车载电网及其供给在此期间是车辆开发时的核心点。微型混合动力车较长时间以来已经成系列并且具有如下优点：其具有启停自动装置——亦即如下的电子系统——和回馈功能(亦即制动能量回收)用于给起动机蓄电池充能(充电：laden)，当车辆已被向停止制动并且驾驶员保持压下制动踏板(在具有自动变速器的车辆中)时所述电子系统关闭发动机，而当驾驶员从制动器移开脚时所述电子系统重新接通发动机。通过该技术可以节省燃料。微型混合动力车可以使用其蓄能器而不用于电动行驶。

起动机蓄电池的或通常车辆中的蓄能器的充能或放能几乎仅取决于车载电能网的当前的(实际)特征参量、例如蓄能器的荷电状态(充能状态)、耗能器电流、发电机负荷程度亦或温度。

通常称为堵车助手的系统已经主要在(全)混合动力车中成系列，所述混合动力车在行驶期间前瞻性地匹配蓄电池的荷电状态，以便例如在到达事先通过相应系统识别出的堵车时在将要行驶的路段上在堵车中或由此产生的停停走走交通中可纯电动行驶。不过，对此需要预测性工作的、亦即从外部获得数据的系统，以便能实现该运行策略。

不过，在上面描述的运行策略中也可能发生如下情况：在经常的自动导入的发动机停止时蓄能器的荷电状态对于关闭发动机来说被识别为过小，使得不自动切断发动机。在该工况出现之前，启停自动装置可能由于蓄能器的较差的荷电状态而无效率地运行，这就是说，例如发动机较不舒适地启动，该启动例如表现为急冲。这就是说，在已知的系统中在经常自动导入发动机停止的工况中启停自动装置的可用性降低。虽然可用性也与车辆的装备有关，这就是说，在自动导入的发动机关闭工况中仍须操作多少消耗器，但即便在消耗器的数量少或消耗器仅需少量能量时蓄电池的荷电状态因而以及可用性降低。

提高可用性的一种可能性是在自动导入的发动机关闭状态下切断特定的消耗器。但这可能出于舒适性原因是不希望的。为了进一步改善这个问题，较新的系统具有双蓄能器系统(简称为dss)，以便即使在启停功能时也确保车载电网的能量供给的较高的可用性。不过，这些系统未匹配于或者仅部分地匹配于当前的行驶工况，这就是说，它们如此前那样利用预测性的逻辑工作。

技术实现要素：

出于这个原因，本发明的目的在于提供一种解决所述问题的方法和设备。尤其是应该按工况匹配存在于车辆中的蓄能器的充能策略。按照本发明，所述目的通过独立权利要求的特征实现。有利的实施方案是从属权利要求的技术方案。

按照本发明建议一种用于按工况匹配具有启停自动功能的车辆的蓄能器的充能策略的方法，所述车辆包括充能接收能力高的至少一个蓄能器，其中，在第一步骤中，在车辆的当前行驶工况期间基于预定的标准识别是否存在当前的停停走走工况，和在第二步骤中，当已识别出当前的停停走走工况时，在两个自动导入的发动机关闭阶段之间的发动机运行期间对蓄能器进行增强的充能。

此外规定，预定的标准包括：在预先确定的时间段之内，已检测到确定数量的自动导入的发动机停止，和/或已检测到累计持续时间的自动导入的发动机停止，和/或在检测到的自动导入的发动机停止期间已从第一和/或第二蓄能器检测到累计的放电量。优选地，预先确定的时间段在1分钟至8分钟的范围之内、优选为5分钟。优选地，累计的放电量在1安时(ah)至5安时(ah)的范围之内、优选为2安时(ah)。

此外规定，在第二步骤中附加地检测所述至少一个蓄能器的当前荷电状态，并且在两个自动导入的发动机关闭阶段之间的发动机运行期间对蓄能器的增强的充能根据所检测到的荷电状态进行。

此外规定，所述蓄能器是一个或多个锂离子电池、一个或多个双层电容器、一个或多个飞轮蓄能器。此外规定，所述车辆是微型混合动力车。此外规定，在所述第二步骤中，在两个自动导入的发动机关闭阶段之间的发动机运行期间对蓄能器的增强的充能通过内燃机实现。

此外规定，在两个自动导入的发动机关闭阶段之间的增强的充能这样进行，使得这样提高蓄能器的充能量，从而自动导入的发动机停止的可用性提高。这就是说，蓄能器的荷电状态至少被提高直至预定的值。在此，该预定的值可以为几个安时。通过增强的充能，一方面快速达到能实现自动导入发动机停止的荷电状态。另一方面，较高的荷电状态提高启停自动功能的可用性，这就是说，更多和/或更长的停止是可能的。这可以通过如下方式实现，即，在两个(可能的)自动导入的发动机停止之间进行与此前策略相比增强的充能，这就是说，使用比在没有识别出停停走走工况时高的电流用于充能。但这也可以通过如下方式实现，即，充能进行到较高的荷电状态。这就是说，在一个自动导入的发动机关闭阶段之后增强的充能能实现在下一停止阶段中关闭发动机。增强的充能不仅可以根据蓄能器的检测到的荷电状态进行，而且可以在每次自动导入的发动机停止时进行。

此外设定一种控制装置，其包括至少一个控制器，其中，该控制装置设置在车辆中并且设置用于：检测当前的停停走走工况，和执行按照上述权利要求之一所述的方法或者向执行装置发送用于执行本方法的信号。

此外规定，控制器还设置用于检测充能接收能力高的设置在车辆中的至少一个蓄能器的当前荷电状态。

此外设定一种计算机程序产品，用于处理所描述的方法。

本发明的进一步的特征和优点由依据示出按照本发明的细节的附图对本发明实施例的以下描述和由权利要求书出。各个特征可以分别单独地或者多个以任何的组合在本发明的变型方案中实现。

附图说明

以下依据附图更详细地阐述本发明的优选实施方式。

图1示出按照本发明的一种实施方式的重要部件的示意图。

图2示出按照本发明的一种实施方式的方法的流程图。

具体实施方式

在以下的附图说明中，相同的元件或功能设有相同的附图标记。

图1示出按照本发明的一种实施方式的重要部件的示意图。车辆100的现今的车载电网基本上包括一个发电机、一个或多个蓄能器1、11以及不同的耗能器2、3、4，其中一个蓄能器通常是铅酸电池、而另一个蓄能器是功率输入能力高的蓄电池如锂离子电池。耗能器2、3、4已被从开始进一步开发，在所述开始时仅仅启动系统、点火系统和照明系统已运行。现今在车辆100中安装有多个消耗器2、3、4，这些消耗器大部分实现控制、舒适性和安全性功能。通过这多个耗能器2、3、4，对能量供给装置或者说蓄能器1、11提出的功率需求升高。铅酸电池1在此间称为车载电网电池，因为它必须维持发电机不再能服务的系统的越来越多的功率要求。例如，电池必须在具有启停系统(也称为msa)的车辆中承担唯一地供给车载电网。电池的使用和状态例如由能量管理系统10确定和监控，该能量管理系统例如可以作为控制装置提供、例如作为具有集成的启停协调器和用于监控蓄能器荷电状态的传感器的发动机控制器。

耗能器2、3、4可以划分成组，例如划分成：对于车辆运行来说必需的基本消耗器2、例如发动机控制器；舒适性消耗器3，例如导航系统、空调、驾驶员辅助系统等；和行驶动力学消耗器4、例如防抱死系统、电子稳定程序等。

对于在车辆100中、例如也在微型混合动力车中降低消耗来说重要的还有两个功能：回馈和发动机启停自动功能。在回馈时，在减速阶段中发电机功率提高并且多余的能量储存在蓄能器1、11中。因此，该蓄能器可以在能量需求提高的阶段中放出所储存的能量并且发电机可以以更小的功率运行。在自动导入的发动机停止时，(内燃)发动机在车辆100的静止阶段中停止。供给耗电器2、3、4必须经由电池1、11实现。一旦识别出应继续行驶，则重新接通发动机并且所消耗的能量全部地或部分地(视行驶方式而定)经由回馈被回收。

能量管理装置10监控电池1、11的状态并且当电池的荷电状态达到一个预定的临界值或者多个预定的临界值之一时进行干预。干预可以是诸如去激活或者降级消耗器、例如加热/空调消耗器以及去激活启停自动功能的措施。

为了达到更高的可用性，已建议具有多个同样类型的蓄电池的系统或具有更大铅酸蓄电池的系统，并且这些系统也成系列。作为例如用在微型混合动力车中的dss系统中的蓄能器，除了常规的铅酸蓄电池1之外安装循环更稳定的蓄电池、例如锂离子蓄电池11。与铅酸蓄电池1相比，锂离子蓄电池具有明显更高的耐久性和明显更高的充能接收能力，从而其在蓄电池负荷高时满足主要对于可用性的要求。因此，本身已经确保了更高的可用性。不过因为锂离子蓄电池的功率能力很强烈地与温度有关，所以必需进一步改进迄今为止的方案并且提供一种相应的充能方案。

在图2中描绘了按照本发明的一种实施方式的方法的绘出的流程图。在第一步骤s1中在车辆100的当前行驶工况期间基于预定的标准识别：当前是否存在停停走走工况。这样的标准例如是，在预先确定的时间段之内已检测到确定数量的自动导入的发动机停止，和/或已检测到累计持续时间的自动导入的发动机停止，和/或在检测到的自动导入的发动机停止期间已从第一和/或第二蓄能器检测到累计的放电量。在此，累计的放电量有利地在从1安时(ah)至5安时(ah)的范围之内，并且优选为2安时(ah)。所说明的标准不是穷举。而是可以预定其他的标准、例如基于不同的交通工况、国家等，以便检测停停走走工况。附加地也可以一同引入预测性工作的系统。不过，对此的前提条件是车辆具有这样的系统并且相应的数据主要是关于gps坐标、实时交通信息或其他的也预测性的方法即使不知晓地点也是恰好足够的。

通过检测和评价预定的标准，可以无需预测性系统地、亦即直接地识别停停走走工况，当该工况出现或者说当上述标准在确定的时间段之内、例如在1至8分钟、优选5分钟的时间段之内出现或满足时。通过识别停停走走工况，可以认定在接下去的时间内将进行超过平均数量的很多次的停止，这些停止与启停自动装置相关。出于这个原因，在第二步骤s2中、亦即当已识别出当前的停停走走工况时，在两个自动导入的发动机停止阶段之间的发动机运行期间推动(anstoβen)对蓄能器进行增强的充能。推动可以通过能量管理系统10进行。由此实现：蓄能器、在dss系统中亦即充能接收能力高的蓄电池、例如锂离子电池在短的时间之内、亦即在两个自动导入的发动机停止阶段之间实现更高的荷电状态。虽然当由内燃机驱动时通过发电机充能时这通过燃料消耗实现，但提高了舒适性，这就是说主要是提高了启停自动装置的可用性，并且与发动机未关闭相比总体上节省了能量并且减少了排放。

在这里，增强的充能可理解成：这样提高蓄能器的、优选锂离子电池的充能量，从而提高自动导入的发动机停止的可用性。当例如对于10ah的蓄能器11来说荷电状态提高了10％时，对于自动导入的发动机停止提供1ah更多的充能。假设车载电网电流为20a，则这是3分钟。在此可以经由在车辆中的相应装置、例如如上所述的在能量管理系统或控制器中的相应装置检测设置在车辆中的蓄能器的当前荷电状态。

此外可以确定，增强的充能仅仅在特定的前提条件下进行，例如根据所检测到的荷电状态。在此，例如可以确定，仅当检测到的荷电状态低或者说已经低于预定的荷电阈值时，才进行增强的充能。也可以预规定，增强的充能在每次自动导入发动机停止时进行。

作为蓄能器，不仅可以使用锂离子电池，而且可以使用满足对预定的循环稳定性和充能接收能力的要求的任意蓄能器。

本方法优选由可以是发动机控制器的控制装置执行，并且可以构造成计算机程序产品。用于执行本方法的执行装置可以是控制装置本身或者也可以是获得相应信号的其他控制装置。就此而言清楚的是，本方法可以与车辆中的控制装置的数量无关地被执行。