CN103502074B - 用于运行混合动力传动系的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于运行机动车（11）的混合动力传动系（10）的方法，其中在第一运行模式（60；76）中由内燃机（12）提供功率，并且其中在第二运行模式（56；74）中由电机（40）提供功率，其中从一个运行模式到另一个运行模式的变换根据机动车（11）的和/或传动系（10）的状态执行。在此，运行模式的变换根据至少一个切换变量（sLj）来控制，所述切换变量是所要求的功率目标值（PFW）的函数。

Description

用于运行混合动力传动系的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的混合动力传动系的方法，其中在第一运行模式中由内燃机提供功率，并且其中在第二运行模式中由电机提供功率，其中从一个运行模式到另一个运行模式的变换根据机动车的和/或传动系的状态执行。
背景技术
在用于机动车的传动系的领域中，长久以来已知所谓的混合动力传动系。这种混合动力传动系具有用于产生驱动功率的以内燃机的形式的第一传动单元以及包含电机装置的第二传动单元。
除了所谓的电机仅用于辅助内燃机的轻度混合动力设计以外，也已知全混合动力设计。在所述全混合动力设计中，车辆或者能够仅借助于内燃机被驱动，或者仅借助于电机装置被驱动，以及必要时以混合的运行被驱动。在本文中，一般地以这种类型的混合动力传动系为出发点。
在机动车中的内燃机的运行典型地需要起动离合器和变速器。在此已知的是，变速器无级地构成。还已知的是，将内燃机与自动的换档变速器进行组合，例如与自动的手动换档变速器（ASG）、双离合变速器（DKG）或变矩器自动变速器进行组合。
在混合动力传动系中一般力求达到：在大多数情况下在第二运行模式中驱动车辆，其中驱动功率由电机提供。在此，“瓶颈”大多是通常构成为电池的电能源。
此外，一般可能的是，在第三运行模式中并行地运行内燃机和电机。在此，在所谓的助推模式中（Boost-Modus），驱动功率不仅由内燃机而且也由电机提供。此外，存在下述可能性：在这种第三运行模式中，移动内燃机的负载点，其中提供过量的例如能够用于为电池充电的功率。
此外，在这种混合动力传动系中一般力求达到：在制动过程期间进行再生，使得行驶的车辆的惯性矩转换为能够再用于为电池充电的再生功率。
在此，运行模式的变换通常由不同的控制机构执行。
例如，从文献DE10035027A1中已知的是，根据行驶动力学、驾驶员特性和可支配的电驱动功率来进行运行模式的选择并且附加地将由车辆驶过的路径轮廓考虑为用于选择运行模式的标准。此外，从所述文献中已知的是，在与路径轮廓相关的减速时间之后通过使内燃机脱离耦连来进行到电动机驱动的过渡。从所述文献中还已知的是，在与路径轮廓相关的减速时间之后进行到内燃机的或混合动力的运行的过渡。
此外，从文献DE10153509A1中已知的是，为了控制电池的充电而确定多个阈值并且将充电状态与所述阈值进行比较，以便确定与电动机连接的起动机/发电机的运行模式。
文献DE60129071T2公开一种机动车控制系统，以便根据在传动系中检测到的反常状态实现在运行模式之间的过渡。
文献DE102008020842A1此外公开了，在轻度混合动力传动系中设有用于在至少两个运行模式之间切换的控制机构，所述控制机构与制动踏板耦连并且构成为，使得在第一运行模式中能够根据制动踏板的位置变化用于驱动力矩的预设值。
（从DE102009004671A1中）也已知的是，在电量保持模式和电量消耗模式中运行机动车的驱动系统，其中当关于待期望的环境的信息满足特定的标准时，要求电量保持模式。
最后，文献DE102006034933A1公开一种用于控制混合动力传动系的方法，其中提供具有用于高功率电池的不同的目标充电状态的多个控制参数组，其中车辆的各个运行模式与多个控制参数组相关联并且确定当前的运行模式，其中相应的控制参数组的当前运行模式用于以相应的目标充电状态控制高功率电池的充电运行。
发明内容
一般而言，混合动力传动系需要：提供尽可能全面的且易于扩展以便控制和选择传动系统的不同的运行模式的设计。
所述目的根据本发明的第一方面，在开头所提到的方法中通过如下方式实现：根据至少一个切换变量来控制运行模式的变换，所述切换变量是所要求的功率目标值的函数。通过提供切换变量能够实现简化的用于运行模式变换的状态自动机。在此，最重要的物理参量是由驾驶员的期望推导出的功率目标值。
换言之，能够提供功率相关的、能够以简单的方式变化的切换阈值。每个其他的影响参量能够根据对电机的功率的影响进行测量和评估，并且影响切换变量。
优选地，在根据本发明的方法中，不仅在纯电的行驶模式和纯内燃机的行驶模式之间的变换是可能的，而且可变换到以组合的形式提供驱动功率的第三行驶模式中，和/或者变换到进行制动的第四行驶模式中。
在此，特别优选的是不同的运行模式被分类为四个不同的状态。在此，第一状态相关于车辆停止时的运行。第二状态相关于借助于纯电动驱动器的运行。第三状态一般相关于借助于内燃机进行的驱动模式，其中能够将用于助推和/或用于移动负载点的运行模式分类为所述第三状态。在此，第四状态仅相关于制动，其中所述制动能够既包括反馈制动，又包括常规的制动。
在车辆停止的第一状态中，还能够在运行模式“关”、“停车充电”、“启动/停止”之间进行区分。在第二状态中，能够在其中提供正的电驱动功率的运行模式和其中建立借助于电机进行的助推运行（Schubbetrieb）的运行模式之间进行区分。
此外，优选的是这种“状态自动机”一般能够由“车辆停止”的初始状态过渡为其他的三个状态中的一个。在此，切换变量优选给出，是否能够实现相关的运行模式变换，而且尤其是否能够实现要求的电功率。
因此，所述目的被完全解决。
特别优选的是，在根据本发明的方法中切换变量是二进制的变量。
在此，当运行模式变换是可能的或能够实现所要求的（电）功率时，切换变量能够取两个值中的仅一个，例如“1”。当所述变换是不可能的或不能实现所要求的（电）功率时，切换变量还能够取值“0”。
根据另一优选的实施形式，切换变量还是电机的极限功率值的函数。
为了轻易地分类运行模式变换的可能性，引入能够表示传动系的和/或机动车的和/或环境条件的不同状态的所谓的极限功率值（或功率极限值）。
根据一个优选的实施形式，极限功率值是电机的最大功率值的函数。
因此，可由电机提供的最大功率达到极限功率值，所述功率可能是电动驱动功率或再生功率。
此外优选的是，极限功率值是至少一个限制因子的函数。
限制因子优选是功率的限制因子，并且尤其表示混合动力驱动器的时间相关的影响参量。在此，限制因子例如能够通过数据表和/或通过评估测量来确定。
特别优选的是，限制因子是零和一之间的值。
由此，实现标准化，通过这种标准化所有的在运行模式变换中起作用的影响参量能够被限制在零和一之间的数值范围中。由此，尤其当极限功率值是多个限制因子的函数时，得出更简单的联系。在此情况下，限制因子优选全部具有零和一之间的数值范围，使得能够以更简单的方式建立限制因子之间的关系。
因此，尤其优选的是，极限功率值是多个限制因子的最小值的函数。
以这种方式，极限功率值总是能够关注于一系列影响因子中的“最弱的项”，使得运行模式变换总是能够可靠地根据极限功率值和由此得出的切换变量进行。
例如，当多个限制因子的最小值为“0”时，具有数值范围[0,1]的限制因子能够排除运行模式变换。相反，在确定值“1”时，能够实现不被限制的使用或根据隐藏在限制因子之后的影响参量实现不被限制的运行模式变换。
特别优选的是，极限功率值是限制因子的组中的一个或多个限制因子的函数，这些限制因子包括：是电机的温度的函数的第一限制因子，是电机的功率电子装置的温度的函数的第二限制因子，是电池的温度的函数的第三限制因子，在电机的电动机运行中是电池的充电状态的函数的第四限制因子，在电机的再生运行中是电池的充电状态的函数的第五限制因子，是内燃机的重启时间的函数的第六限制因子，和是扭矩储备的函数的第七限制因子。
根据运行模式的变换可能的是，在确定极限功率值和由此得出的切换变量的情况下考虑所述限制因子中的一个或多个。此外，能够以相对简单的方式将其他的影响参量添加到限制因子的所述组中，例如环境条件（车辆的外部温度、车辆的路径轮廓、驾驶员的驾驶风格等）。
总的来说，此外优选的是，切换变量从一个二进制值到另外的二进制值的切换服从于在至少一个方向上的滞后函数。
通过所述措施可能的是，避免切换变量频繁改变。在此，滞后函数能够借助于时间相关的阈值来确定，其中时间相关的阈值优选在应用阶段被确定，以及能够优选视行驶程序或行驶舒适性而定是不同的。
根据另一优选的实施形式，切换变量的特征曲线优选以记忆性为条件进而优选能够在考虑切换变量的之前的值的情况下被递归地计算出。
特别优选的是，切换变量递归地如下计算：
sLj(k)=θ1(k)·sLj(K-1)+θ2(k)
其中
其中PLj=极限功率值
εLj=滞后函数的时间相关的阈值
PEM=电机的所要求的电功率。
通过递归的计算，驾驶员的改变的驾驶风格能够逐渐地影响切换变量的相应的改变。在此，通过形式变量（Formvariable）θ1和θ2纳入了滞后作用，以便避免切换变量频繁改变。
总的来说，此外优选的是，为多个从一个运行模式到另一个运行模式的不同的变换分别设有切换变量，根据所述切换变量来控制相应的变换。通过提供多个分别与极限功率值相关的切换变量，能够以最终简单的方式通过二进制的切换变量来实现运行模式变换，其中所述极限功率值又分别是一个或多个（分别相关的）限制因子的函数。
此外优选的是，运行模式的变换根据重启时间和/或内燃机的转速和起动输出转速（Ausschleppausgangsdrehzahl）之间的转速差来实现。
所述实施形式与运行模式变换无关地，与至少一个切换变量相关地表示根据第二方面的特有的发明。
在本发明的第二方面中，能够多快地启动内燃机的问题也被纳入到是否能够进行运行模式变换的问题中。
因为，内燃机的重启通常通过借助于电机的拖曳来实现，内燃机能够被重新启动的时间决定性地与内燃机的转速和用于启动内燃机的传动系的部件的转速之间的转速差相关。
因此，优选的是，起动输出转速是传动系的所述部件的转速。尤其，转速差能够是摩擦离合器的初级侧和次级侧之间的差。
显而易见的是，上文所述的且下文还待阐述的特征不仅能够以相应说明的组合，而且也能够以其他的组合或单独地使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出以及在下文中被详细地阐述。附图示出：
图1示出用于机动车的混合动力传动系的示意图；
图2示出这种混合动力传动系的不同的运行模式的示意图；
图3示出用于控制根据本发明的驱动模式变换的简化的状态自动机的方框图；
图4示出是电机的温度的函数的第一限制因子；
图5示出是电机的功率电子装置的温度的函数的第二限制因子；
图6示出是电池的温度的函数的第三限制因子；
图7示出在电机的电动机运行中是电池的充电状态的函数的第四限制因子；
图8示出在电机的再生运行中是电池的充电状态的函数的第五限制因子；
图9示出是内燃机的转速和起动输出转速之间的转速差的函数的第六限制因子；
图10示出是扭矩储备的函数的第七限制因子；以及
图11示出根据所要求的电功率的切换变量的函数图示。
具体实施方式
在图1中以示意的形式示出车辆、如乘用车。机动车具有传动系10。传动系具有以内燃机以及双离合器变速器14形式的驱动发动机12。
双离合变速器14包含具有第一摩擦离合器16和第二摩擦离合器18的双离合结构。
此外，双离合变速器14具有第一子变速器20和第二子变速器22。第一摩擦离合器16和第一子变速器20形成双离合变速器14的第一支路，第二摩擦离合器18和第二子变速器22形成双离合变速器14的第二支路。
此外，双离合变速器14包含多个变速器档位，其中单数的变速器档位与第一子变速器20相关联以及双数的变速器档位与第二子变速器22相关联（或反之亦然）。双离合变速器14能够具有五个、六个、七个或更多的变速器档位。第一子变速器20的变速器档位借助于相应的换档离合器、尤其同步换档离合器被挂入和摘除，如在图1中示意地用21所示出的。以相应的方式，第二子变速器22的变速器档位借助于相应的换档离合器被挂入和摘除。
换档离合器优选构成为同步换档离合器。替选地，也可设想的是，换档离合器构成为爪式离合器。在此情况下，能够设有附加的用于同步的机构。
为了操纵第一摩擦离合器16，设有第一离合器促动器24。以相应的方式，第二离合器促动器26用于操纵第二摩擦离合器18。离合器促动器24、26能够是液压的或机电的。
为了操纵第一子变速器20的换档离合器21，设有第一变速器促动器28。为了操纵第二子变速器22的换档离合器设有第二变速器促动器30。代替两个分开的变速器促动器也能够设有用于操纵两个子变速器20、22的变速器档位的组合的促动器。在此，变速器促动器能够构成为液压的或机电的。
此外，为了操纵驱动发动机12，设有发动机促动器32，例如以电加速踏板的形式的发动机促动器32。发动机促动器32与发动机控制设备34连接。
此外，传动系10具有差速器36，所述差速器与双离合变速器14的输出端连接以及将驱动功率分配到右边的和左边的驱动轴38L、38R上。
驱动发动机12提供驱动力矩MAM并且以转速nAM转动。
双离合变速器14的所示出的布置以及所示出的传感器装置和执行机构仅可示例地理解为用于本发明的描述的基础。在此，随后的描述能够不仅应用到用于纵向装配或横向装配的传动系上，而且还能够应用到其他种类的在输入侧上具有摩擦离合器以及类似于换档离合器的元件的变速器上，所述摩擦离合器用作起动离合器和/或分离式离合器。
由驱动发动机12产生的驱动功率替选地或者经由第一摩擦离合器16和第一子变速器20传递到变速器输出轴上，或者经由第二摩擦离合器18和第二子变速器22传递到变速器输出轴上。在经由子变速器之一（例如在子变速器20中经由变速器档位三）传递驱动功率时，另外的支路的摩擦离合器18被打开，使得已经能够挂入在平行的（闲置的）子变速器22中的相邻的变速器档位。在牵引运行时，例如挂入下一个更高的变速器档位；在惯性运行时，例如挂入下一个更低的变速器档位。因此，换档通过交替地操纵两个摩擦离合器16、18的方式来实现，使得能够在负载情况下实现换档。传动系10构成为混合动力传动系。在这种情况下，第一子变速器20与电机40相关联。更确切地说，电机40固定地与第一子变速器20的输入轴连接，例如经由正齿轮组与第一子变速器20的输入轴连接。换言之，电机40的未详细示出的转子轴具有与第一子变速器20的变速器输入轴的转速成正比的转速。
电机40由未详细示出的能量储存器（例如电池）馈给，并且由机器促动器42操控。为了所述目的，相应的功率电子装置或者能够设在机器促动器42中或者能够设为与电机40相关联。
在示出的实施例中，电机40与具有单数的变速器档位的子变速器20相关联。据此，例如机动车的起动能够纯电地经由变速器档位一实现。此外，例如在经由第二子变速器22进行的行驶运行中，能够通过接合第一子变速器20的换档离合器之一以及使第一摩擦离合器16保持断开的方式实现再生。
双离合变速器能够配设有在子变速器20、22之一中的仅一个这种电机40。替选地，可能的是，两个子变速器20、22分别与一个电机相关联。根据另一替选的实施形式可能的是，单独的电机40经由适合的离合器结构可替选地与第一子变速器20的输入轴或与第二子变速器22的变速器输入轴连接。
以40表示与离合器促动器24、26以及变速器促动器28、30和与机器促动器42连接的控制机构。此外，控制机构44与发动机控制设备34处于通信连接。
电机40输出扭矩MEM并且以转速nEM转动。传动系10构成为全混合动力传动系，使得纯电的行驶或纯内燃机的行驶是可能的。此外，传动系能够用于助推，用于再生或也用于移动负载点。启动/停止-运行也能够被实现。
图2示意地以方框图50的形式示出运行模式。以第一运行模式“关”52为起点，其中传动系例如借助于点火开关钥匙熄火或点火，首先进行到运行模式54（“启动/停止”）的过渡。
当从驾驶员期望推导出的功率目标值PFW>0时，进行到运行模式“电行驶”56的变换。当能从电机输出的功率PEM大于第一功率阈值P1时，进行到运行模式“移动负载点”58的过渡。当能由机器提供的电功率PEM大于第二功率阈值P2时，进行到运行模式“常规行驶”60的过渡，也就是说借助于内燃机行驶。
当所要求的功率PFW大于第三功率阈值P3时，进行到运行模式“助推”62的过渡。
当所要求的功率PFW小于零时，进行到运行模式“再生”64的过渡。当以此为出发点所要求的功率PFW小于第四功率阈值P4时，进行到运行模式“常规制动”66的过渡。
此外，能够在运行模式56和64之间变换，以及在运行模式60、66之间变换。
图3示出以混合动力管理器的形式的简化的状态自动机的方框图70，借助于所述混合动力管理器能够实现用于正的车速vFzg的模式变换。对于运行策略的行为的重要的物理参量是由驾驶员期望推导出的用于功率（功率目标值PFW）的要求。所述参量的符号和第一功率极限值εp决定了，从初始状态“车辆停止”72是过渡到行驶状态74或76中还是过渡到状态“制动”78中。当功率目标值PFW大于零时，根据用于内燃机12的状态信号sVM（当内燃机运行时，sVM=1，当内燃机切断时，sVM=0）进行到状态“借助于内燃机行驶”76或到状态“借助于电机行驶”74的过渡。因为在行驶开始前内燃机12一般是被切断的，所以在能量储存器被充分地充电时首先进行到状态“借助于电机行驶”74的过渡。
所述自动机的所有的需要使用具有功率PEM≠0的电机40的运行模式54-56、80、82根据相对于瞬时能实现的功率的当前所要求的电功率借助于相应的切换变量sLj来监控，其中
sLj=1，当所要求的电功率能够实现时，以及
sLj=0，当所要求的电功率不能够实现时，
其中j=1，……，6。
借助于第一切换变量sL1=0，在用于电机40的电动机运行的功率要求过高时，脱离运行模式“电行驶”56，并且过渡到运行状态“借助于内燃机行驶”76中。从那起，在功率要求降低或对于的电机40的使用的条件被改善时，传动系可借助于切换变量sL1=1再返回到状态“借助于电机行驶”中。
在状态“借助于电机行驶”74中，在考虑另一功率极限值εs的情况下，做出下述决定：是否从运行模式“电行驶”56变换到运行模式“借助于电机助推运行”82。在运行模式“借助于电机助推运行”82中，在再生运行中实现特定的推进扭矩，所述推进扭矩优选造成与在内燃机12的助推运行中相同的车辆减速。如果车辆速度vFzg低于极限值εv，那么进行到状态“车辆停止”72的过渡。在功率要求为负时（PFW<0）时，相反地进行到状态“制动”78的变换。当sL1=0时电机40经受在电动机运行中的限制或到当第五切换变量sL5=0时出现在再生运行中的限制时，切换到状态“借助于内燃机行驶”76。
在状态“借助于内燃机行驶”76之内，在运行模式“常规行驶”60中在功率目标值PFV的平均要求下在每个运行点上计算再生功率，所述再生功率具有用于优化整个系统的势能。如果确定的功率低于用于电机40的运行的当前允许的极限值，那么借助于切换变量sL3=1操控状态“负载点升高”58。所述过渡不仅能够在内燃机12的牵引运行中而且也能够在内燃机的助推运行中进行。在高的功率目标值PFV时，首先确定电机40的为了所选择的变速器档位所能实现的最大电动扭矩MEM。随后，由此计算相关的电功率PEM。当所述结果在电机40的当前功率极限之内时，借助于切换变量sL2=1激活运行模式“助推”62。如果功率目标值PVW高于当前功率极限，那么对电机40的要求降低到极限值。到运行模式“助推”62的过渡仅在内燃机12的牵引运行中是有意义的。当车辆速度小于预先确定的极限值时（vFzg<εv），进行到状态“车辆停止”72中的切换。
在功率目标值为PFW<0时，操控状态“制动”64。制动协调器将功率目标值分配到常规的和电的制动源上，在本文中不详细关注所述制动协调器。然而，由于能量的原因，一般偏向于通过再生运行的电机40实现功率目标值PFV。如果由制动协调器所要求的再生功率PEM在电机40的功率的当前能实现的范围之内移动，那么借助于切换变量sL4=1激活运行模式“再生”64。如果功率目标值PFW在所述允许的范围之外，那么操控具有允许的极限值的运行模式“再生”64。当车辆速度低于极限εv时或当又具有正功率目标值PFW时，离开所述运行模式。
从运行模式“再生”64到“常规制动”66的变换根据切换变量sL4进行。
在状态“车辆停止”72中，在将车辆过渡到静止状态时激活运行模式“停止/启动”54，其中内燃机12被切断。在电能量储存器的电量过低时，直接离开所述状态，并且借助于切换变量sL6操控运行模式“停车充电”80。所述切换变量sL6考虑在再生运行中仅少量升高内燃机12的空转转速的情况下电机40的功率极限。点火变量sz与车辆电路的点火钥匙开关逻辑上相关联并且能够实现在运行模式“停止/启动”54和“关”52之间的过渡。
能识别的是，在不同的运行模式之间的过渡能够在四个不同的状态中基本上借助于简单的切换变量来变换，所述切换变量分别构成为二进制的变量并且能够分别取状态“0”或“1”。
切换变量sLj在此一般是电机40的极限功率值PLj的函数。在此，极限功率值PLj一方面是最大功率值PEm,max的函数以及另一方面是至少一个所谓的限制因子β1的函数。为了能够将大量环境条件纳入到切换变量sLj中，在本文中限定多个限制因子βi，所述限制因子分别关注于特定的环境状态组或传动系统10的所使用的组件的数据组。
因此，例如混合动力驱动器，例如各个组件的温度或电池充电状态是判断是否能够进行运行模式的变换的主要的参数。为此，能够由所述影响参量推导出用于这种潜在的运行模式的限制并且用公式表达到极限功率值PLj中。
当传动系10的时间相关的影响参量用αi表示时，能够对于电机40的运行通过评估测量和数据表来确定功率的限制因子βi以及通过下述函数描述：
βi＝f{αi}
i＝1，...，ma
其中ma表示影响参量，所述影响参量对于借助于使用电机40的相应的运行模式来说是重要的。
通过将所有的限制因子标准化到数值范围[0,1]，能够通过以“0”评估来排除电机40的所要求的运行。在以“1”评估时，相关于所考虑的影响参量能够实现不受限制的使用。在图3的状态自动机70中，到借助于使用电机40的运行模式的过渡通过切换变量sLj关联到能实现的功率，如上文所描述的。现在，通过切换变量sLj借助于标准化的限制因子βi将用于电机40的当前能实现的功率的限制以极限功率值PLj的形式以下述方式分配：
PLj＝min{βj1，...，βjk}·PEM，max
j＝l，...，6.
在所述函数中，首先通过选择限制因子来确定：所述限制因子中的哪个对于确定极限功率值PLj是重要的。变量PEM,max表示电机40的转速相关的最大功率。对于所述参量而言，与电机40的在所考虑的运行模式中被要求的应用相关地，在瞬时转速时或者使用电动机的最大功率PEM,max或者使用再生的最大功率PEM,max。
在通过图3的状态自动机70实现的运行策略中，继续检查：在运行模式中电机的所要求的功率（功率目标值PFW）是否在对于相应的运行模式变换而言重要的极限功率值PLj之内。因此，经由限制因子βi能够防止从一个运行模式变换到借助于电机40运行的运行模式中，或终止这种运行模式。
在下文中，描述对于运行策略的多个系统引起的影响参量。由此确定的限制因子βi的特征曲线在图4至10中示出。
如在图4中所示出的，第一限制因子β1是电机的温度TEM的函数。如果所述温度（通常在线圈头的范围中的温度）高于特定的极限值（在此例如是140℃），那么限制因子优选线性地下降至为0的值（在大约150℃的温度下）。
为了确定限制因子β1，能够使用电机40的功率特征曲线族。
图5示出与用于操控电机40的功率电子装置的温度相关的第二限制因子β2的图表。所述温度TPWR从60℃起以受第二限制因子β2限制的方式起作用，使得所述限制因子在70℃时降低到0。
图6示出第三限制因子β3，所述第三限制因子是电池的温度TBAT的函数。在低于-30℃的温度和高于大约55℃的温度时，限制因子为零。在大约-20℃至0℃的范围中，β3大约是0.5。仅在大约10℃至50℃的范围中，β3=1。能够通过适合的冷却机构或加热机构影响电池的温度TBAT，以便将温度TBAT尽可能地总是保持在理想的范围中。
另两个的重要的限制因子β4和β5涉及电池的充电状态（SoC）。对于电动机运行而言，限制因子β4是重要的（图7）。当SoC的值低于40%时，限制因子β4=0，当高于大约45℃时适用β4=1。
对于电机的再生运行而言，能够应用图8的限制因子β5。在此β5=1适用于低于70%的SoC充电状态。此外，对于高于75%的SoC充电状态而言，β5=0。
图9示出限制因子β6，所述限制因子考虑已切断的内燃机12的重启时间。重启时间是重新启动内燃机12所必需的时间。所述时间是内燃机的转速和起动输出转速之间的转速差的函数。所述起动输出转速是用于启动内燃机12的传动系部件的转速。
通常，所述部件是激活的子变速器的离合器的次级侧的转速。在电行驶56的较长的阶段中，内燃机的转速nAM等于零。在必须再快速离开运行模式“电行驶”56的一些情况下，内燃机12的转速nAM也能够大于零。
在标准模式S中，对于转速低于大约700U/min，限制因子β6=1，以及对于转速差高于2000U/min，限制因子β6=0。在其之间，进行线性的过渡。在经济模式中，上至转速差为大约1500U/min限制因子β6=1，以及对于转速差高于4000U/min，限制因子β6=0。
在运动模式中，从不切断内燃机12，使得所述限制因子因此不被考虑。
类似的限制因子β7在图10中示出。所述限制因子涉及一种所谓的扭矩储备。为了能够以少量的反应时间实现由驾驶员期望推导出的提高的扭矩，借助于扭矩储备来预先保持能自发获取的扭矩，以便在最频繁的行驶状态中仍实现能由驾驶员感觉到的渐增的正线性加速度。扭矩储备MMR用作影响参量，以便由此可能地推导出电机40在再生运行中的限制。对于高于100Nm的扭矩而言，在标准的行驶模式S中，限制因子β7=1，以及在扭矩低于MMR=20Nm时适用β7=0。相反，在经济模式E中，40Nm的扭矩储备视为足够的，使得从所述值起β7=1。
借助于上文所述的限制因子βi，i=1，……，7能够为每个切换变量sLj确定用于电机40的使用的相关的极限功率值PLj。此外，要理解的是，能够以简单的方式将其他的限制因子纳入到切换变量的确定中，这是所期望的。
此外，能理解的是，仅示例地给出各个影响参量的上文所说明的特殊的值，在所述影响参量中相应的限制因子发生变化。
对于确定切换变量而言，如下述方式确定极限功率值PLj：
PL1＝min{β1，β3，β4，β5，β6}·PEM，M，max
PL2＝min{β1，β3，β4，β5}·FEM，M，max
PL3＝min{β2，β3，β4，β5，β7}·PEM，G，max
PL4＝min{β2，β3，β4，β5}·PEM，G，max
PL5＝min{β2，β3，β4，β5}·PEM，G，max
PL6＝min{β2，β3，β4，β5，β7}·PEM，G，max
换言之，得出分别作为为了确定相应的极限功率值Pj而纳入考虑的限制因子的最小值的函数的相应的极限功率因子PLj。当例如为了确定极限功率因子PL1，限制因子β1、β3以及β4以及β5分别具有值“1”或大于“0”的值时，最小值还是0，例如当β6=0时（也就是说例如当在标准的行驶模式S中时，转速差nDIF大于2000U/min）。
在通过图3的状态自动机70实现的运行策略中，继续检查：在运行模式中电机40的所要求的功率PEM是否在由极限值PLj所限定的界限之内。因此，必要时能够借助于切换变量sLj防止变换到这种所要求的运行模式中或终止这种运行模式。
在上述PL1的示例中，在最简单的情况下检查：以运行状态“常规行驶”60为起点是否可变换到运行模式“电行驶”56中。当在最简单的情况下所要求的功率目标值PEM（=PFW）小于PL1时，正是如此。在上述的示例中PL1=0，因为β6=0，使得切换变量sL1得到值0进而到运行模式“电行驶”56的变换是不可行的。
其余的运行模式变换从上述等式中得出。
对于切换变量sL2而言，作为电机的目标值PEM考虑值PFW-PVM，即在功率目标值和已经通过内燃机提供的功率之间的差。对于切换变量sL3而言，作为目标值PEM可考虑限定负载点升高的功率目标值PLP。对于切换变量sL4而言，可考虑功率目标值PEM=PFW。对于切换变量sL5而言，可考虑目标值PEM=PSB，该目标值表示借助于电机40的助推运行的特征。所述目标预设值通过可能起作用的内燃机的档位相关的推进功率来确定。
切换变量sL6根据电机的目标值PEM=PSL来确定，该目标值与在空转中作用的消耗器的功率消耗和充电状态相关。
如上文所述的，能够通过简单地确定在电机的相应的目标值PEM和相应的极限功率值PLj之间的差来实现切换变量sLj的确定。
然而，特别优选的是，相应的切换变量sLj包含滞后作用，以便在目标值接近极限功率值时避免切换变量频繁改变。为此，使用时间相关的阈值εsj>0，所述阈值在应用阶段中被确定并且视行驶程序或行驶舒适性而定是不同的。
用于确定相应的切换变量sLj的特征曲线在图11中示出。所述特征曲线取决于相应地所需要的功率目标值的绝对值|PEM|。为了建立滞后作用，将所述功率目标值|PEM|或者与相应的极限功率值（|PLj|）相比较，或者与相对于此偏移的值（|PLj|-εsj）相比较。
此外优选的是，特征曲线sLj=f|PEM|是具有记忆性的。在此，呈离散时间形式的抽样时间TA借助于在相应的时间点tk=k·TA上所确定的参量|PEM(k)|和|PLj(k)|来计算sLj。在此，用于确定切换变量sLj的递归的计算优选以下述方式得出：
sLj(k)=θ1(k)·sLj(k-1)+θ2(k)
所述递归等式的初始值在功率要求|PEM|>0时是sLj(0)=1。在上述的递归等式中包含的形式变量θ1(k)和θ2(k)通过下述关系限定：
其中
在此，εLj=εsj。
因此，通过上述递归的等式能够继续在所述电机的相关联的极限功率值PLj方面监控所有的借助于使用电机40的运行模式的功率目标值PEM。

Claims (11)

1.一种用于运行机动车(11)的混合动力传动系(10)的方法，其中在第一运行模式(60；76)中由内燃机(12)提供功率，并且其中在第二运行模式(56；74)中由电机(40)提供功率，其中根据所述机动车(11)的和/或所述传动系(10)的状态执行从一个运行模式到另一个运行模式的变换，
其中根据至少一个切换变量(sLj)来控制所述运行模式的变换，所述切换变量是所要求的功率目标值(PFW)的函数，
其中所述切换变量(sLj)还是所述电机(40)的极限功率值(PLj)的函数，
其中极限功率值(PLj)是至少一个限制因子(βi)的函数，并且
其中所述极限功率值(PLj)是多个限制因子(βi)的中的最小值的函数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换变量(sLj)是二进制的变量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极限功率值(PLj)是所述电机(40)的最大功率值(PEMmax)的函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述限制因子(βi)是零和一之间的值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极限功率值(PLj)是一组限制因子中的一个或多个限制因子(βi)的函数，这组限制因子具有：是所述电机(40)的温度(TEM)的函数的第一限制因子(β1)，是所述电机(40)的功率电子装置的温度(TPWR)的函数的第二限制因子(β2)，是电池的温度(TBAT)的函数的第三限制因子(β3)，在所述电机(40)的电动机运行中是所述电池的充电状态(SOC)的函数的第四限制因子(β4)，在所述电机(40)的再生运行中是所述电池的充电状态(SOC)的函数的第五限制因子(β5)，是所述内燃机(12)的重启时间的函数的第六限制因子(β6)，和是扭矩储备(MMR)的函数的第七限制因子(β7)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在滞后函数的至少一个方向上进行所述切换变量(sLj)从一个二进制值到另一个二进制值的切换。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以递归的方式如下述地计算所述切换变量(sLj)：
SLj(k)＝θ1(k)·SLj(k-1)+θ2(k)
其中
其中
PLj＝极限功率值
εLj＝滞后函数的时间相关的阈值
PEM＝电机的所要求的电功率，
sLj＝切换变量。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为多个从一个运行模式到另一个运行模式的不同的变换分别设有切换变量(sLj)，根据所述切换变量(sLj)来控制相应的变换。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据重启时间和/或在所述内燃机(12)的转速和起动输出转速之间的转速差(nDIF)来执行所述运行模式的变换，其中所述起动输出转速是所述传动系(11)的用于启动所述内燃机(12)的部件的转速。
10.一种用于运行机动车(11)的混合动力传动系(10)的方法，所述传动系包括：具有第一子变速器(20)和第二子变速器(22)的双离合器变速器(14)，第一摩擦离合器(16)和所述第一子变速器(20)形成所述双离合变速器(14)的第一支路，第二摩擦离合器和所述第二子变速器(22)形成所述双离合变速器(14)的第二支路，并且电机与所述第一子变速器(20)相关联，其中在第一运行模式(60；76)中由内燃机(12)提供功率，并且其中在第二运行模式(56；74)中由电机(40)提供功率，其中根据所述机动车(11)的和/或所述传动系(10)的状态执行从一个运行模式到另一个运行模式的变换，
其特征在于，根据重启时间和/或在所述内燃机(12)的转速和起动输出转速之间的转速差(nDIF)来执行所述运行模式的变换，其中所述起动输出转速是所述传动系(10)的用于启动所述内燃机(12)的部件的转速。
11.一种用于机动车(11)的用于控制混合动力传动系(10)的控制装置(44)，所述控制装置设计并且调整为用于执行根据权利要求1至10中的任一项所述的方法。
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