用于优化机动车的功率需求的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于优化机动车的功率需求的方法，所述机动车包括用于驱动单元的速度调节设备（G）和用于所述驱动单元的冷却回路的温度调节设备（T）。在所述方法中，借助至少一个路段参数（St）得出所述驱动单元的所预期的第一功率需求和所述冷却回路的所预期的第二功率需求。按照本发明，首先选择与所述路段参数（St）一致的行驶策略，获取与所述行驶策略一致的第一功率需求并且获取与所述行驶策略一致的第二功率需求。在此基础上根据所获取的第一和第二功率需求这样匹配所述行驶策略，即使得所述机动车的总功率需求最小化。
【专利说明】用于优化机动车的功率需求的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于优化机动车的功率需求的方法以及用于实施所述用于优化功率需求的方法的装置。
【背景技术】
[0002]由现有技术已知用于机动车的预测性的温度调节设备，其实现了用于机动车的驱动单元的温度调节的预测性调节策略的实施。
[0003]在现有技术的方法中，借助于机动车的数字地图和位置确定(其尤其可以借助于GPS (全球定位系统)定位来实施)预测性地计算并且提早调节地尤其对内燃机的未来的热量输入进行干预，以便降低机动车的能量和/或燃料消耗。
[0004]因此，例如由文献US2007/0261648A1已知ー种用于驱动温度调节设备的方法，其中由机动车的预期的行驶路段来估计未来的热量输入。尤其考虑预期的行驶路段的高度分布，从而可以预先确定在上坡行驶时产生的附加的高的热量输入或者在下坡行驶中低的热量输入。由此，温度调节设备可以被调节成与高度分布一致。如果例如一段延伸的下坡行驶临近，那么尤其可以暂时地接受高的温度。由此避免了用于调节温度的不必要的调节干预，从而減少了能量或燃料消耗。
【发明内容】
[0005]作为本发明的基础的任务在于，给出一种相对于现有技术有所改善的用于优化机动车的功率需求的方法。
[0006]该任务按照本发明通过具有权利要求1的特征部分的特征的用于优化机动车的功率需求的方法以及通过具有权利要求5的特征部分的特征的用于优化功率需求的装置解決。
[0007]本发明的有利的设计方案是从属权利要求的主題。
[0008]在ー种用于优化机动车(所述机动车包括用于驱动単元的速度调节设备和用于所述驱动単元的冷却回路的温度调节设备)的功率需求的方法中，根据至少一个路段參数来得出所述驱动単元的有待预期的第一功率需求和所述冷却回路的有待预期的第二功率需求。按照本发明，首先选择与所述路段參数一致(对应)的行驶策略，得出与所述行驶策略一致的第一功率需求并且得出与所述行驶策略一致的第二功率需求。接着根据所得出的第一和第二功率需求这样匹配(适配，调整)所述行驶策略，即使得所述机动车的总功率需求最小化。
[0009]第一功率需求(这是所选择的行驶策略所预期的)可以尤其通过根据各种不同方法的计算得出或者通过根据确定參数的估计得出。独立于得出第一功率需求的方式，所预期的冷却回路的第二功率需求尤其也通过根据各种不同方法的计算或通过根据确定參数的估计来得出。
[0010]所述方法用于减少机动车的总功率需求。温度调节设备和速度调节设备为此相互连接并且可以被视为整体/统ー单元。那么尤其可以接受驱动单元的略微高的功率需求，如果该略微高的功率需求由冷却回路的相应更低的第二功率需求抵消的话。
[0011]此外，所述用于优化功率需求的方法允许对机动车的温度调节设备的提早的和高能效的控制。这样尤其可以识别出，即使在预测性的干预下仍然不可以遵循所需要的温度限制，还是只有在巨大的能量投入下才能遵循所需要的温度限制。温度调节设备与机动车的速度调节设备双向地通信，从而在这样的情况下可以匹配机动车的行驶策略。例如这样匹配行驶策略，即使得高热量输入得到提早地减小，所述高热量输入导致冷却回路的高的第二功率需求。这可以例如借助于相应地调节干预在机动车的传动单元中发生。
[0012]优选地，如果用于驱动单元的预期的热量输入超过ー个临界值，则匹配所述行驶策略。
[0013]所述用于优化功率需求的方法同样适用于具有内燃机、电机或混合驱动装置的机动车并且也可以与用于热量回收的系统进行组合，所述系统提供另外的热量输入到冷却系统中。
[0014]有利地，避免对冷却回路的不必要的调节干预，从而延长冷却回路的相应构件的寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]在下文中根据附图对本发明的实施例进ー步详细阐明。
[0016]其中:
[0017]图1示意地示出用于优化机动车的装置的结构。
[0018]彼此相应的部件在附图中以相同的附图标记规定。
【具体实施方式】
[0019]图1示意地示出了用于优化机动车的功率需求的方法以及适于实施所述方法的装置。
[0020]预测模块I提供数据，借助于所述数据进行机动车的定位。预测模块I例如包括用于基于卫星的定位信号如GPS (全球定位系统)数据的接收器。对此，备选地也可以借助于传统的导航功能进行机动车的当前定位。此外，可以设置导航单元的相应的输入装置，从而使车辆驾驶员可以预先确定机动车的初始位置和/或机动车的一个或多个期望的目标位置。预测模块I可以附加地具有环境传感器、例如测距雷达，其检测机动车的环境。
[0021]预测模块I包括ー个数字道路地图，其提供三维地图数据。路段參数St——其表示位于机动车前面的路段部段——由所述三维地图数据获得。在预测模块I中存储有用于路段部段的高度数据、路段走向和/或速度限制，它们得到评估以便得出路段參数St。尤其可以把车道的坡度或弯曲度数据以及在所述路段上有待预期的交通流量作为路段參数St而得出。
[0022]在此待表示的路段部段可以通过起始和目标位置的预先确定而被确切地预先确定。对此备选地可以通过计算最可能的路径来选择预见性的视野内的路段部段。对此，分析当前的行驶參数F，例如机动车的当前位置、行驶方向和/或速度。
[0023]运行数据模块2获得机动车的所有当前相关的行驶參数F和车辆參数Fz。尤其获得车辆驾驶员现在的控制干预(例如加速踏板的操作)、发动机和传动装置(变速器)数据(例如传动单元的当前的实际挡位、驱动单元和/或冷却剂的温度)和行驶数据(例如机动车的速度和/或加速度)作为行驶参数F或车辆参数Fz。
[0024]机动车的速度调节设备G的行驶策略模块3对于即将来临的路段部段如此计算预测性的行驶策略，使驱动单元的第一功率需求得到优化。根据路段参数St得出用于预测性的第一参数Pl的消耗最优的预定值，所述第一参数尤其包括为了实施行驶策略必要的对用于驱动单元的冷却回路的温度调节设备T的功率要求。
[0025]借助于相应的速度调节参数GSl至GSn来控制机动车的各个不同的调节单元4、
5、6、7，以便实施行驶策略。例如按照行驶策略控制自动化传动单元的挡位选择和驱动单元的力矩(转矩)控制，所述驱动单元尤其可以包括内燃机或电机。此外，借助于速度调节参数GSl至GSn尤其对机动车的一个或多个持续制动器(例如减速器)的操作进行调节。电机和持续制动器尤其起到温度调节中的附加的热源的作用。力矩控制尤其可以在自动速度控制运行(巡航控制运行)的范围中实现。
[0026]速度调节设备G包括用于调节机动车的速度的调节单元4、5、6、7。挡位选择模块4按照由行驶策略模块3所得出的预测性行驶策略将挡位预定值与传动单元相互配合。尤其借助于速度调节参数GSl至GSn来调节机动车的自动化的手动变速器单元或自动变速器的运行功能，以便实施消耗优化的行驶策略。
[0027]此外，速度调节设备G包括至少一个用于内燃机的力矩预定模块5或用于电机的力矩预定模块6。所述用于优化机动车的功率需求的方法尤其适用于混合动力车辆，其中所述驱动单元不仅具有内燃机而且具有电机。相应地，力矩预定模块5、6按照预定的速度调节参数GSl至GSn来控制机动车的驱动单元的总的力矩路径。
[0028]尤其为了优化商用车例如载货车辆的能量或燃料消耗而设置有力矩预定模块7，以便控制持续制动器(例如减速器)。持续制动器可以例如构成为电子动态减速器(其中借助于感应的涡流实现机动车的减速)或者构成为液压动态减速器，其中对于机动车减速必要的能量被热传递到制动液中。这样的持续制动器尤其用于，在较长的下坡行驶中减少机动车的常规制动单元的过热的危险。借助于速度调节参数GSl至GSn来控制所述持续制动器，以便高能效地使用机动车。持续制动器尤其也可以被用于将附加的热量输送到机动车的冷却回路。
[0029]尤其通过用于电机的力矩预定模块6也可以提供制动功能或持续制动功能，其中电机在发电机运行中回收行驶能量并且以电能的形式输送到蓄能器。
[0030]机动车的温度调节设备T具有温度预测模块8，其根据预测性的第一参数Pl预先计算作用于机动车的热量输入。对此采用相应的数学或数字模型。尤其要得出内燃机、电机、持续制动器或机动车的另外的连接到冷却回路的构件的热量输入。根据即将来临的路段部段和所属的路段参数将未来的下坡行驶尤其识别为热量下降。结果是关于预测性的视野和相应的预测性的第二参数P2的预测性的温度走向，根据所述预测性的第二参数实施用于控制温度走向的调节策略。
[0031]评估单元9基于预测性的温度走向和第二预测性的参数P2得出调节策略。这样获得所述用于温度调节设备T的调节干预的调节策略，即使得以尽可能小的附加的第二能量或燃料消耗和调节环节主动性实现冷却功能。用于控制温度调节设备T的所属的温度调节信号TSl至TSn被预先计算。温度调节信号TSl至TSn例如这样调节驱动単元的温度，即使得在预期的更大的热量输入之前使冷却剂的温度过冷，从而利用传动系组件的热缓冲避免用于控制温度的附加的调节单元10、11、12、13的接通，所述附加的调节单元可以具有高的功率需求。此外，由于短的匹配制动可以不同于下坡中的持续制动，所以可以更有目的地控制调节单元10、11、12、13。
[0032]借助于温度调节信号TSl至TSn来控制温度调节设备的多个调节単元10、11、12、13。由此，例如调节冷却回路的泵单元10的输出功率，以便实施预测性的温度走向。在此，泵单元10的输出功率是无级或逐级可调节的。
[0033]借助于温度调节信号TSl至TSn这样调节可无级或逐级调节的调温阀11，即使得来自冷却剂冷却器的经冷却的冷却剂与来自小的第二冷却回路(其没有冷却剂冷却器)的未经冷却的冷却剂的混合比例得到最优的匹配，以便调节热量输入。
[0034]此外，借助用于调节温度的温度调节信号TSl至TSn来控制空气输送调节设备12的调节单元。这样，例如用于调节冷却空气流的通风百叶窗、通风阀或通风滚轮可以得到打开或关闭或者得以处于适于冷却发动机温度的中间位置。
[0035]风扇13借助于温度调节信号TSl至TSn得到接通或断开，以便调节热量输入。如果必要也可以调节风扇13的转速，以便确保驱动单元的最优的冷却。
[0036]由温度预测模块8得出的预测性的第二參数P2 (其尤其包含关于预测性的温度走向的信息)可以被回传到速度调节设备G的行驶策略模块3。由此，相应的信号流具有从温度调节设备T至速度调节设备G的反馈。这样就实现了对行驶策略的干预，以便减小温度调节设备T和调节单元10、11、12、13的负荷。如果温度调节设备T的调节环节主动性太高或者冷却回路的第二功率需求超过ー个可预先确定的边界值，则尤其可以匹配行驶策略。由此，来自行驶策略模块3的反馈允许行驶策略的这样的匹配，即使得由驱动单元的第一功率需求和冷却回路的第二功率需求组成的总功率需求最小化。
[0037]相应地，在评估单元9与温度预测模块8之间的信号流也得到反馈。温度调节信号TSl至TSn——其尤其包含如转速和カ矩要求的功率要求——被回传到温度预测模块8，从而在预告未来的温度走向时，可以考虑到这些变量。这样可以实施优化方法或启发式的调节策略，其为了获得温度调节信号TSl至TSn而需要温度预测模块8的预先计算。
[0038]运行数据模块2将车辆和行驶參数Fz、F不仅提供给速度调节设备G的行驶策略模块3而且提供给温度调节设备T的温度预测模块8。这样尤其可以把车辆驾驶员的行驶干预结合到预测性的行驶策略中和/或预测性的温度走向中。
[0039]温度调节设备T与速度调节设备G借助于双向接ロ连接，从而可以沿两个方向交换数据。这尤其实现了行驶策略针对温度调节设备T的高的第二功率需求的匹配，从而使机动车的总功率需求最小化。
[0040]为了优化机动车的功率需求，可以由此首先选择与路段參数St —致的行驶策略。尤其在即将来临的极大的车道坡度的情况下，预测性的行驶策略可以选择对于发动机运行点的最佳值，从而第一功率需求是小的并且在驱动能上是有利的，但是却导致非常大的热量输入到温度调节设备T中。此时，即使特定情况下有相应的预冷却，温度预测模块8也预期ー个未来的高冷却功率的需求，那么与之相一致的冷却回路的第二功率需求被从温度调节设备T反馈到速度调节设备G。尤其如果例如包括泵单元10的输出功率的预期的冷却功率达到 一个临界值，则引起这样的反馈。此时，行驶策略模块3在考虑到预期的冷却回路的第二功率需求的情况下，确定用于机动车的驱动单元的新的在总能量上有利的工作点。如果该工作点虽然具有高冷却功率，但已经与总功率需求的最佳值相符，那么在此或者可能重新确定出相同的工作点。否则可以选择具有相应更高的第一功率需求的、在驱动能上更不利的工作点，其中相应的热量输入被减小。由此需要冷却回路的更小的冷却功率，并且第二功率需求这样得以减小，即使得总能量平衡最小化。
[0041]附图标记:
[0042]I预测模块
[0043]2运行数据模块
[0044]3行驶策略模块
[0045]4挡位选择模块
[0046]5用于内燃机的力矩预定模块
[0047]6用于电机的力矩预定模块
[0048]7用于持续制动器的力矩预定模块
[0049]8温度预测模块
[0050]9评估单元
[0051]10泵单元
[0052]11调温阀
[0053]12空气输送调节设备
[0054]13风扇
[0055]F行驶参数
[0056]Fz车辆参数
[0057]G速度调节设备
[0058]GSl至GSn 速度调节参数
[0059]Pl第一参数
[0060]P2第二参数
[0061]St路段参数
[0062]T温度调节设备
[0063]TSl至TSn 温度调节信号
【权利要求】
1.用于优化机动车的功率需求的方法，所述机动车包括用于驱动单元的速度调节设备(G)和用于所述驱动单元的冷却回路的温度调节设备(T)，其中根据至少一个路段参数(St)来优化所述驱动单元的所预期的第一功率需求和所述冷却回路的所预期的第二功率需求，其特征在于， 选择与所述路段参数(St)—致的行驶策略，获取与所述行驶策略一致的第一功率需求并且获取与所述行驶策略一致的第二功率需求，在此基础上根据所获取的第一和第二功率需求这样匹配所述行驶策略，即使得所述机动车的总功率需求最小化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 由数字道路地图的地图数据得出所述至少一个路段参数(St)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述温度调节设备(T)借助于温度调节信号(TSl.....TSn)来控制至少一个泵单元(10)、调温阀(11)、供气调节设备(12)和/或风扇(13)的调节干预。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于， 所述速度调节设备(G)借助于速度调节信号(GSl.....GSn)来控制至少一个挡位选择模块(4)、用于内燃机的力矩预定模块(5)、用于电机的力矩预定模块(6)和/或用于持续制动装置的力矩预定模块(7)的调节干预。
5.用于实施根据上述权利要求之一所述的方法的装置，其特征在于， 所述机动车的所述速度调节设备(G)与温度调节设备(T)借助于双向的接口连接。
【文档编号】F01P7/16GK103534454SQ201180070905
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2011年12月10日 优先权日:2011年5月13日
【发明者】O·格林, F·考夫曼, D·纳尔梅尔, J·埃尔泽 申请人:戴姆勒股份公司