控制装置、传动系和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于具有至少两个驱动单元的车辆的控制装置（1），所述控制装置具有第一接口（3），所述第一接口被构造用于接收额定转矩（4），并且具有计算装置（5），所述计算装置被构造用于周期性地最小化用于所述至少两个驱动单元的运行的评估函数（6），从而确定所述至少两个驱动单元之间的转矩分配（11），其中所述评估函数（6）的边界条件（7）是所述额定转矩（4）的产生，其中所述评估函数（6）具有惩罚项（8），所述惩罚项利用评估惩罚证实所述至少两个驱动单元的转矩的变化。此外，本发明专利技术公开了相应的传动系和相应的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制装置、传动系和方法本专利技术涉及一种用于具有至少两个驱动单元的车辆的控制装置。此外，本专利技术涉及相应的传动系和相应的方法。
技术介绍
在现代车辆中，使用不同的技术来减少燃料消耗。例如，试图降低车辆的重量来减少其消耗。除了这种减轻重量外，在现代车辆中也使用了两台驱动马达，所述驱动马达应相互补充。例如，能够非常有效地使用电动机，以便将车辆从静止状态开始加速，因为所述电动机从转速为零起就已经能够发挥其最大的转矩。与之相反，由于汽油或柴油的能量密度非常高，内燃机能够用于很长的路程。具有内燃机和电动机的车辆也被称为混合动力车辆。这种车辆的重要的组件是控制器，该控制器控制电动机和内燃机之间的转矩分配。这样能够控制哪个马达向车辆的车轮输出多少转矩。DE102012214252A1公开了一种相应的车辆和一种用于控制混合动力车辆的方法。
技术实现思路
本专利技术公开了具有权利要求1的特征的控制装置、具有权利要求7的特征的传动系以及具有权利要求8的特征的方法。相应地规定：一种用于车辆的控制装置，该车辆具有至少两个驱动单元，该控制装置具有第一接口，该第一接口被构造用于接收额定转矩，并且所述控制装置具有计算装置，该计算装置被构造用于周期性地最小化用于运行所述至少两个驱动单元的评估函数，以便确定在所述至少两个驱动单元之间的载荷分配、接下来也被称为转矩分配，其中评估函数的边界条件是额定转矩的产生，其中评估函数具有惩罚项，该惩罚项利用评估惩罚证实所述至少两个驱动单元中的一个的转矩的变化。此外规定：一种用于车辆的传动系，该传动系具有至少两个驱动单元并且具有根据本专利技术的控制装置，所述控制装置与所述至少两个驱动单元耦联并且被构造用于操纵所述驱动单元。最后规定：一种用于控制具有至少两个驱动单元的车辆的方法，该方法包括以下步骤：接收额定转矩，并且周期性地最小化用于所述至少两个驱动单元的运行的评估函数，用于确定所述至少两个驱动单元之间的载荷分配，其中所述评估函数的边界条件是额定转矩的产生，其中所述评估函数具有惩罚项，所述惩罚项利用评估惩罚证实所述至少两个驱动单元中的一个的转矩的变化。本专利技术的优点控制装置使用最小化策略。在此，评估函数可以是这样的函数，其例如针对驱动装置的给定的速度和给定的转矩，将相应的驱动装置的功耗表现到应该被最小化的评估值上。由所述驱动单元中的每一个所施加的转矩的比例和该比例的变化也能够被称为驱动系统的运行策略。例如能够规定利用电动机执行从静止开始的乘用车的加速的运行策略，该电动机在低的转速时也具有高的转矩。从一定的速度开始，例如能够接通内燃机，该内燃机在恒定的速度时辅助滑行。在选择运行策略时的其他考虑因素可以是例如电动机的电池的充电状态、马达的温度和类似因素。在此，运行策略的目标始终是：为驾驶员所期望的转矩在驱动单元之间找到最有效的转矩分配。即实现了最低的燃料或能量消耗的分配。具有根据本专利技术的传动系的车辆能够例如为具有传统内燃机和电动机的混合动力车辆。其通常能够以可控制的转矩比例来共同地驱动车辆。如果控制装置确定了驱动单元之间的转矩分配，则该控制装置当然能够相应地对所述驱动单元进行操纵。在此，控制装置因此本身能够直接操纵所述驱动单元。替代性地，控制装置也能够将关于在驱动单元之间的转矩分配的信息向其他控制单元、例如专用发动机控制设备传输。评估函数的一个可能的、示例性公式如下：附加条件能够被表述为：在此，TICE表示内燃机的转矩，TEM表示电动机的转矩，并且Tdrv，des表示由驾驶员预先给定的额定转矩。内燃机的转矩和电动机的转矩的总和因此必须相当于驾驶员所期望的转矩。H（n）表示评估函数的结果，该结果需要被最小化。PBatt（n）表示由电动机在预先给定的转速n时从电池所获取的功率。该功率乘以等效系数s，该等效系数将电功率等同于相应的内燃机的燃料消耗。Fuel，ICE（n）项表示在预先给定的转速时的燃料的燃料流或质量流，Hu表示燃料的能量含量。在最小化H（n）时，转速由驾驶员预先给定，并且尤其能够依赖于转矩提供PBatt（n）和Fuel，ICE（n）项。尤其在电动机与内燃机、例如柴油机的组合中，在乘用车中这种在宽的转速范围或转矩范围内的评估函数或输出曲线能够非常平坦地延伸并且对于不同的转矩具有多个紧靠彼此的局部最小值。这可能导致两个或多个紧靠彼此的最小值之间的振荡。为了产生同一个输出转矩，电动机和柴油机之间的转矩分配因此持续地在两个或更多在结果上等效的分配之间进行切换。所述切换可能在乘用车中然而例如导致可感知的振动。为了避免这种情况，引入了惩罚项，该惩罚项将评估函数扩展了一个项，所述项利用评估惩罚证实所述至少两个驱动单元中的一个的额定转矩或额定载荷的变化。这意味着，驱动单元中的一个的额定转矩的变化以负的即增加的方式反映在评估函数的结果中。带有惩罚项的评估函数能够表示为：其中TM（T）表示依赖于驱动装置中的一个的转矩的惩罚项。由于目标在于最小化所述评估函数，因此仅当得出超过评估惩罚的节省时，才在驱动装置之间的转矩分配的变化的情况下找到新的最小值。如前面已经解释的那样，跳跃发生在两个紧靠彼此的局部最小值之间，因为评估函数的曲线非常平坦地延伸。然而这也意味着，在例如在其中两个局部最小值之间的分配的小的变化的情况下，几乎没有得到节省并且所述惩罚项防止了振荡的切换。由从属权利要求以及参考附图的描述得出有利的实施方式和扩展方案。在一种实施方式中，所述惩罚项可以具有在当前的计算周期中为所述驱动单元中的一个计算出的转矩与在先前的计算周期中为相应的驱动单元计算出的转矩之间的差值的绝对值。替代性地，所述惩罚项可以具有在当前的计算周期中为所述驱动单元中的一个计算出的转矩与在先前的计算周期中为相应的驱动单元计算出的转矩之间的差值的平方。在已经提到的两个等效转矩分配之间的切换的情况下，评估函数的结果有可能仅在非常小的范围内变化。然而，驱动单元的转矩显著地变化。因此，基于转矩变化的惩罚项能够有效地防止这种切换。惩罚项TM能够例如被构造为以下公式：或者为：其中Tk表示在当前计算周期中计算出的转矩，并且Tk-1表示在先前的计算周期中计算出的转矩。系数w可以是加权系数，利用该加权系数能够调整所述惩罚项的影响。在一种实施方式中，惩罚项可以具有限制所述评估惩罚的预先给定的最大值。这实现了对阈值的确定，从该阈值开始执行了驱动单元的两个转矩分配之间的变换。能够例如为驱动单元的每个组合计算或以实验的方式确定自身的最大值。一方面，这种阈值必须确保其不会在例如乘用车的传动系中引起振荡。另一方面，必须将所述阈值选定得如此低使得传动系的效率不会被不利地影响，例如因为持久地防止了两个转矩分配之间的切换。这种惩罚项能够被构造为：或者为：因此，如果惩罚超过最大值Tlim，则惩罚项的值不会进一步增加。在一种实施方式中，计算装置能够被构造用于监控驱动单元的运行参量并且仅在运行参量中的至少一个变化了预先给定的阈值时才实施新的计算周期。例如，计算装置可以具有存储器并且在每个计算周期中存储运行参量的当前值。在计算周期之后，计算装置于是仅监控运行参量的变化。只有当运行参量的变化高于一定的阈值时才启动新的计算周期。因此，能够避免频繁地重新计算运行策略，并且能够避免或减少转矩分配之间的高频周期性的或振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有至少两个驱动单元（2‑1,2‑2）的车辆的控制装置（1），所述控制装置具有：接口（3），所述接口被构造用于接收额定转矩（4），以及计算装置（5），所述计算装置被构造用于周期性地最小化用于所述至少两个驱动单元（2‑1,2‑2）的运行的评估函数（6），以确定所述至少两个驱动单元（2‑1,2‑2）之间的转矩分配（11），其中所述评估函数（6）的边界条件（7）是所述额定转矩（4）的产生，其中所述评估函数（6）具有惩罚项（8），所述惩罚项利用评估惩罚证实所述至少两个驱动单元（2‑1,2‑2）中的一个的转矩的变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.19 DE 102015220275.51.一种用于具有至少两个驱动单元（2-1,2-2）的车辆的控制装置（1），所述控制装置具有：接口（3），所述接口被构造用于接收额定转矩（4），以及计算装置（5），所述计算装置被构造用于周期性地最小化用于所述至少两个驱动单元（2-1,2-2）的运行的评估函数（6），以确定所述至少两个驱动单元（2-1,2-2）之间的转矩分配（11），其中所述评估函数（6）的边界条件（7）是所述额定转矩（4）的产生，其中所述评估函数（6）具有惩罚项（8），所述惩罚项利用评估惩罚证实所述至少两个驱动单元（2-1,2-2）中的一个的转矩的变化。2.根据权利要求1所述的控制装置（1），其中所述惩罚项（8）具有在当前的计算周期中为所述驱动单元（2-1,2-2）中的一个计算出的转矩与在先前的计算周期中为相应的驱动单元（2-1,2-2）计算出的转矩之间的差值的绝对值。3.根据权利要求1所述的控制装置（1），其中所述惩罚项（8）具有在当前的计算周期中为所述驱动单元（2-1,2-2）中的一个计算出的转矩与在先前的计算周期中为相应的驱动单元（2-1,2-2）计算出的转矩之间的差值的平方。4.根据前述权利要求之一所述的控制装置（1），其中所述惩罚项（8）具有限制所述评估惩罚的预先给定的最大值（9）。5.根据前述权利要求之一所述的控制装置（1），其中所述计算装置（5）被构造用于监控所述驱动单元（2-1,2-2）的运行参量（10）并仅当所述运行参量（10）中的至少一个变化了预先给定的阈值时才实施新的计算周期。6.根据权利要求5所述的控制装置（1），其中所述计算装置（5）被构造用于将期望的转矩和/或由所述驱动单元（2-1,2-2）能够最大和/或最小施加的转矩和/或所述驱动单元（2-1,2-2）的转速来作为运行参...

【专利技术属性】
技术研发人员：A胡伯，RP班迪，J比伊斯特，A格雷斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE