CN103661404A - 用于运行机动车辆的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行具有至少一个驱动单元的机动车辆的方法，该驱动单元是以内燃发动机为形式的并且是通过一个加速踏板以及与该加速踏板相互作用的一个控制单元而致动的，在该方法中在该加速踏板上的触觉反馈指示给驾驶员的是响应于达到与传输到该控制单元的一个特定的功率要求相关联的一个加速踏板行程而启动并执行一个限定的动作，这个动作导致一次驱动模式的改变，其中这种触觉反馈被实现成空载行程，该空载行程被限定在该加速踏板的存储于该控制单元中的、从这个特定的加速踏板行程出发的一条特征曲线中。

Description

用于运行机动车辆的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于运行具有至少一个内燃发动机形式的驱动单元的机动车辆的方法。本发明还涉及一种相对应的装置。
背景技术
机动车辆的一个驱动单元总体上是通过一个油门或加速踏板来致动的，用该油门或加速踏板来控制发动机功率。在现代车辆中，已经习惯将加速踏板设计成电子加速踏板（elektronisches Gaspedal）或简写E-gas。这意味着加速踏板不再通过杆系或缆线直接机械地作用在驱动单元上，而是通过一个发动机控制装置。在此情况下，提供一个传感器，所述传感器告知该发动机控制装置的一个相对应的控制单元一个由驾驶员做出的加速或驾驶员命令。提供的这种传感器还被称作踏板值传输器。该传感器将一个加速踏板位置（也就是一个加速踏板角度或加速踏板行程）一般以模拟的电压值的形式传输到该控制单元。
这种加速踏板传感器总体上装备有带不同工作量程和分开线路的两个电阻器或电位计。
加速踏板具有一条限定的力-行程特征曲线，也就是踏板力-踏板行程特征曲线。在混合动力车辆的情况下，在操作（也就是压下）加速踏板时从电力驱动模式到使用内燃发动机驱动的转换是在驾驶员无法识别的情况下进行的。因此，例如在混合动力车辆的情况下，对于驾驶员而言实际上是不可能实现纯粹的电力驱动，这是由于这不可通过对加速踏板的人为操作实现。
US7,699,129B2披露了一种在车辆起动过程中对驾驶员提供反馈的加速踏板。这种以回复力突然增大的形式的反馈是与加速踏板的一个阈值位置联合。
US7,971,506B2披露了一种可适配的位置-降档锁定机构，以便在对降档做出转换之前通过E-gas系统的加速踏板为机动车辆驾驶员提供力反馈。
DE102010039377A1披露了一种用于运行机动车辆传动系的方法，其中该传动系包括一个驱动组件以及在该驱动组件与一个传动装置之间的一个变速器，该驱动组件是混合动力形式的并且具有一台内燃发动机和一个电动机器。此外，该内燃发动机在单纯通过该电动机器进行电力驱动的事件中可与该传动装置分离并停止工作。借助该电动机器起动内燃发动机的时间被一个控制装置确定成该传动系的多个运行参数的一个函数。在该内燃发动机实际上借助该电动机器起动之前，该内燃发动机借助于电动机器的即将起动是由在一个加速踏板上建立的反压力通过触觉来告知驾驶员。
DE102007011739A1披露了一种具有混合驱动单元的机动车辆，其中该驱动单元既可以联合地运行、也可以单独地运行以便产生驱动扭矩。所述装置还提供了一种用于预先特定驾驶员命令的装置，所述装置被形成为使得在该装置的调节范围之内存在一种具有增大的回复力的力级。
DE102008000577A1披露了一种用于运行具有混合驱动单元的车辆的方法，在该方法中驾驶员通过加速踏板的在一个相对应的点增大的回复力来了解所连接的不同的驱动单元。
WO200210/052236A1披露了在一个特定速度具有零回复力的一种加速踏板。
发明内容
本发明的目的是要及时对驾驶员指示一种动作，例如从一种电力驱动模式到一种使用内燃发动机的驱动模式的一次转换或者使汽缸关闭失效。
也就是说，当在传动系中启动一个特定的动作时，例如使汽缸关闭失效或者从一种电力驱动模式到一种使用内燃发动机的驱动模式的一次转换，机动车辆驾驶员应当在一个早的阶段被告知这个动作是在启动。
根据本发明，这一目的是通过具有下述1的特征的一种方法和具有下述7的特征的一种装置来实现的。在下述2-6和8-9中可以找到本发明的进一步的优化。
1.一种用于运行具有至少一个驱动单元的机动车辆的方法，该驱动单元是以内燃发动机为形式的并且是通过一个加速踏板以及与该加速踏板相互作用的一个控制单元而致动的，在该方法中由该机动车辆的触觉反馈指示给驾驶员的是响应于达到与传输到该控制单元的一个特定的功率要求相关联的一个加速踏板行程而启动并执行一个限定的动作，这个动作导致一次驱动模式的改变，其中这种触觉反馈被实现成空载行程，该空载行程被限定在该加速踏板的存储于该控制单元中的、从这个特定的加速踏板行程出发的一条特征曲线中。
2.如前述1所述的方法，其中，这个限定的动作是使关闭该内燃发动机的至少一个汽缸失效。
3.如前述任一项所述的方法，其中，该车辆还具有以电动机为形式的一个驱动单元，并且这个限定的动作是在使用该电动机来驱动与使用该内燃发动机来驱动之间的一次转换。
4.如前述之一所述的方法，其中，这个动作是在达到的该加速踏板行程传输到该控制单元的这个特定的功率要求超过一个预先特定的阈值时启动和执行的。
5.如前述4所述的方法，其中，在该车辆还具有以电动机为形式的一个驱动单元并且这个限定的动作是在使用该电动机来驱动与使用该内燃发动机来驱动之间的一次转换的情况下，这个预先特定的阈值是由该电动机的一个功率极限预先特定的。
6.如前述4或5所述的方法，其中，这个预先特定的阈值是由该内燃发动机的至少一个汽缸的一个汽缸关闭器件的一个功率极限预先特定的。
7.一种用于运行具有至少一个驱动单元的机动车辆的装置，该驱动单元是以内燃发动机为形式的并且是通过一个加速踏板以及与该加速踏板相互作用的一个控制单元而致动的，其中该装置具有多个器件，这些器件被设计成用于通过在该加速踏板上的触觉反馈而指示给驾驶员的是响应于达到与传输到该控制单元的一个特定的功率要求相关联的一个加速踏板行程而启动并执行一个限定的动作，这个动作导致一次驱动模式的改变，其中这种触觉反馈被实现成空载行程，该空载行程被限定在该加速踏板的存储于该控制单元中的、从这个特定的加速踏板行程出发的一条特征曲线中。
8.如前述7所述的装置，其中，这个限定的动作是使关闭该内燃发动机的至少一个汽缸失效。
9.如前述7和8中任一项所述的装置，其中，该车辆还具有以电动机为形式的一个驱动单元，并且这个限定的动作是在使用该电动机来驱动与使用该内燃发动机来驱动之间的一次转换。
根据本发明的用于运行具有至少一个处于内燃发动机形式的驱动单元的机动车辆的方法，该驱动单元是通过一个加速踏板以及与该加速踏板相互作用的一个控制单元而致动的，并且触觉反馈指示给驾驶员的是响应于达到与传输到该控制单元的一个特定的功率要求相关联的一个加速踏板行程而启动并执行一个限定的动作，这个动作导致一次驱动模式的改变，其中这种触觉反馈被实现成空载行程(Leerweg)，该空载行程被限定在该加速踏板的存储于该控制单元中的、从这个特定的加速踏板行程出发的一条特征曲线中。该控制单元在本说明书的范围内还被称作发动机控制器。
应当指出的是启动并执行这个限定的动作所在的加速踏板行程和相对应的加速踏板角度不是固定的，而是预先特定在启动并执行这个限定的动作时这个相关联的被传输到控制单元的功率要求。这个特定的功率要求被传输到该控制单元所在的加速踏板角度可以根据不同的车辆参数而适当地改变。
根据本发明的方法，这种触觉反馈（也就是可以感觉到的反馈）是通过一种限定的变化来实现的，确切地说是在该加速踏板的存储于该控制单元中的特征曲线中的一种限定的空载行程。一条这类的踏板特征曲线可与一个加速踏板以及如由驾驶员压下踏板而在该踏板上设定的一个特定的踏板行程或踏板角度如何影响该车辆的驱动的图谱相关联。除存储在该发动机控制系统的控制单元中的这条特征曲线外，各个加速踏板预先特定一条踏板力-踏板行程特征曲线，所述踏板力-踏板行程特征曲线指示一个特定的踏板行程或踏板角度如何影响由该踏板还原产生的一个回复力。这意味着驾驶员在压下该加速踏板时感觉到在该加速踏板部分上的取决于该踏板角度的一个阻力，所述阻力由该加速踏板提供的回复力产生。这意味着该回复力实际上是驾驶员在其压下该加速踏板时直接感受到的力。然而，在现代机动车辆中由于加速踏板不再通过一个机械杆系而直接地或机械地连接到驱动单元，而是检测加速踏板位置并且将该踏板位置转化成一个电信号，该电信号再作为一个输入变量被传输到控制单元，因此加速踏板的回复力形式的反馈未必直接与该加速踏板位置在相对应的驱动单元的控制系统上的作用产生联系。在本发明中，现在实现的是可以制造有待驾驶员通过该加速踏板的存储在该控制单元中的特征曲线的一个限定的变化（确切的说是空载行程）而感受到或识别出的一个特定的功率要求，这个特定的功率要求通过操作加速踏板而传输到控制单元并导致驱动模式的改变并且以一个电信号的形式发送到该控制单元。
如上面已经说明的，在该加速踏板被压下直到一个特定的踏板角度或特定的踏板行程的情况下启动并执行的一个限定的动作是例如在带有一台内燃发动机的机动车辆的情况下使汽缸关闭失效或者在带有一台内燃发动机和一个电动机的混合动力车辆的情况下从一种电力驱动模式到一种使用内燃发动机驱动的模式的一次转换。这意味着在根据本发明的方法的另一个改进中，该车辆具有以电动机为形式的一个驱动单元并且这个限定的动作是在使用一个电动机来驱动与使用一台内燃发动机来驱动之间的一次转换。
可行的是这个动作是在通过对该加速踏板的特定操作而传输到该控制单元的这个功率要求超过一个预先特定的阈值时启动和执行。在该车辆具有以电动机为形式的一个驱动单元并且这个限定的动作是在使用该电动机来驱动与使用该内燃发动机来驱动之间的一次转换的情况下，这个预先特定的阈值是例如由该电动机的一个功率极限预先特定的。
在有待仅采用一台内燃发动机来驱动的机动车辆的情况下，这个预先特定的阈值是例如由一个汽缸关闭器件的一个功率极限预先特定的。
本发明还涉及一种用于运行具有至少一个驱动单元的机动车辆的装置，该驱动单元是以内燃发动机为形式的并且是通过一个加速踏板以及与该加速踏板相互作用的一个控制单元而致动的，其中该装置具有多个器件，这些器件被设计成用于通过触觉反馈而指示给驾驶员的是响应于达到与传输到该控制单元的一个特定的功率要求相关联的一个加速踏板行程而启动并执行一个限定的动作，这个动作导致一次驱动模式的改变，其中这种触觉反馈被实现成空载行程，该空载行程被限定在该加速踏板的存储于该控制单元中的、从这个特定的加速踏板行程出发的一条特征曲线中。
根据依据本发明的装置的另一个实施例，这个限定的动作是对该内燃发动机的至少一个汽缸的一次开启操作。这意味着这个相对应的汽缸关闭操作被无效。
在另一个改进中，这个限定的动作在该车辆还具有以电动机为形式的一个驱动单元的情况下是在使用该电动机来驱动与使用该内燃发动机来驱动之间的一次转换。
提供一个限定的空载行程意味着在该加速踏板是从一个特定的加速踏板位置被压下时在一个特定的加速踏板角度间隔期间没有可感觉到的车辆响应。由于这个“空载行程”，驾驶员从驾驶感受中识别出将要启动并执行一次特定的动作。如果驾驶员例如已将该加速踏板下压到使达到该电动机的或该汽缸关闭器件的功率极限的这样一种程度，该加速踏板的在该发动机控制器中的一条特征曲线改变。由于使用了一个限定的空载行程，这就对驾驶员产生了在该加速踏板被进一步压下时将执行一次动作的反馈。只有在驾驶员已经克服这个空载行程之后则执行这次动作或者在混合动力车辆的情况下起动内燃发动机或者使该汽缸关闭器件无效。其结果是，驾驶员通过一种简单的方式获得信息，而且此外可以使用一种大量生产的加速踏板，这是由于只需要改变在发动机控制器或控制单元中的踏板特征曲线就可。由于这个限定的动作只在已经经过该空载行程时启动，驾驶员仍然有机会通过“释放”该加速踏板而制止启动以及实施这个限定的动作。
在该发动机控制器中一般存储了不同的关系曲线。例如，存储了加速踏板位置与传输到该控制单元的电信号之间的一条关系曲线。在此实例中，作为该加速踏板位置的一个函数发送到该发动机控制器的这个电信号通常表现为与该加速踏板位置线性相关，也就是说与该加速踏板角度或加速踏板行程是线性相关的。现在根据储存在该发动机控制器中的一种函数关系将这个发送到发动机控制器的电信号转化成发送到该发动机或该驱动单元的一个致动信号。为此，在作为进入该发动机控制器中的一个输入信号的一个电信号与作为该发动机控制器的一个输出变量的一个致动信号之间存在一条关系曲线，所述关系曲线被存储在该控制器中。这条关系曲线对应于这条存储在发动机控制器或控制单元中的踏板特征曲线。这个致动信号再与车辆响应相关联并且因此与驾驶员在压下该踏板时接收到的驾驶感受相关联。也就是说，这种由驾驶员在压下加速踏板时接收到的触觉反馈是车辆响应以及相关联的驾驶感受。
在说明书和附图中可以找到本发明的进一步的优点和改进。
不言而喻，以上提到的这些特征以及还有待在以下说明的那些特征不但可以在各自指示的组合中使用，而且还可以在其他组合中或者它们单独使用而不脱离本发明的范围。
附图说明
本发明是在这些附图中采用多个实施例示意性展示的并且将参照这些附图予以详细说明。
图1示出了如从现有技术已知的踏板角度或踏板行程与踏板力和电信号之间的不同关系曲线。
图2示出了用于一个配备有触觉反馈的加速踏板的对应于图1的多条特征关系曲线。
图3示出了用于一个配备有根据本发明的作为触觉反馈的空载行程的加速踏板的多条特征关系曲线。
具体实施方式
图1示出了如从现有技术已知的用于一个加速踏板的特征关系曲线。在横坐标10上标绘的是踏板角度或踏板行程。在纵坐标11上标绘的是踏板力（也就是回复力）以及另外的有待传输到控制器或控制单元的电信号。利用曲线12示出了该踏板角度与作为一个输入变量发送到一个发动机控制器或控制单元的电信号之间的一条关系曲线。要被发送到该发动机控制器的电信号呈现出相对该踏板角度或踏板位置的一条线性关系曲线。根据该加速踏板角度位置可从曲线12读取的一个电信号作为一个输入变量被传输到该发动机控制器。该发动机控制器进而在内部将作为一个输入信号进入该发动机控制器的电信号转换成一个致动信号，确切地说是转换成最终致动机动车辆的驱动单元的信号。现在一条曲线13示出了所导致的该致动信号对于该踏板角度的关系曲线，根据现有技术该关系曲线同样线性延伸。曲线13直接反映了该踏板角度对直接作用在该机动车辆的驱动单元上的致动信号的作用。曲线14示出了一条踏板力-踏板行程特征关系曲线，也就是如由一个驾驶员通过压下踏板设定的踏板角度与通过该踏板回馈到驾驶员的一个回复力（也就是驾驶员在压下踏板时感受到的一个力或阻力）之间的一条关系曲线。在初始突然使回复力从零增大到一个特定的起始值之后，这条力-行程特征关系曲线非常平坦地延伸并且在发生降档时（也就是说在车辆以全功率驱动时）首次呈现出一个瞬时的锯齿状的跳变15。
相比之下，图2示出了一个加速踏板在提供了触觉反馈时的特征曲线。在横坐标20上再次标绘的是该踏板角度或踏板行程。在纵坐标21上再次标绘的是该踏板力和电信号。一条曲线22再次示出了该踏板角度与作为用于一个发动机控制器的一个输入变量的一个电信号之间的关系曲线。类似于在图1中示出的曲线12，曲线22以一条直线从原点延伸并且相应地呈现出一条完全线性的轮廓，也就是这个作为发动机控制器输入变量的电信号与该加速踏板位置之间的一条线性的关系曲线。曲线23示出了致动信号（也就是直接用于致动该机动车辆的驱动单元的信号）与该踏板位置之间的一条关系曲线。曲线23可从曲线22导出，并且该致动信号实际上反映出来自该发动机控制器的输出信号。曲线24示出了一条踏板力-踏板行程特征曲线。类似于在图1中，所述曲线同样呈现出在一个初始的突然增大之后直到一个跳变24_1的一条非常平坦的轮廓。在跳变24_1处，也就是说在一个特定的踏板角度20_1处，该力（也就是回复力）突然增大，其结果是驾驶员在这个点突然感觉到一个更加强的阻力。该发动机控制器精确地在这个点处（也就是在踏板角度20_1处）做出了一次驱动模式的改变，也就是说例如从电力驱动到使用内燃发动机进行驱动的一次转换，或者是使关闭内燃发动机的至少一个汽缸失效。在由曲线23示出的该致动信号与踏板角度之间的关系曲线中，在此不存在改变，这是由于该致动信号线性变化并且与驱动方式或驱动模式的转换仅内部相关。然而，为使这个驱动的变化能够被驾驶员识别，在特征曲线24中产生跳变24_1，其结果是驾驶员接收到触觉反馈并且知道在这个点20_1处精确地发生了一次转换，并且该驾驶员可识别出在此做出的是例如从电力驱动到由内燃发动机来驱动的一次转换。驾驶员只有在像图1中展示的降档事件中、确切地说在该发动机是在全功率时运行并且驾驶员接收到以突然增大的具有锯齿形跳变25类型的回复力形式的反馈时才会再次接收到另外的触觉反馈。
图3示出了根据本发明的方法的一个实施例的一个加速踏板的多条特征轮廓。在横坐标30上再次标绘的是踏板角度或踏板行程。在纵坐标31上标绘的是踏板力和电信号。曲线32再次示出了作为用于一个发动机控制器的一个输入信号的一个电信号与该踏板角度或踏板位置之间的关系曲线。完全如在图1和图2中，在此也可以识别出一条线性的关系曲线，也就是说该电信号根据该踏板角度的一个函数而均匀地增大。一条曲线33展示了一条踏板特征曲线，该曲线示出了驱动信号与该踏板角度之间的一条关系曲线。这个驱动信号如以上也已经说明的是最终从该发动机控制器发送到该机动车辆的一个或多个驱动单元的并且由该驱动单元相对应转换的信号。在一个特定的角度位置30_1处，现在基于作为用于该发动机控制器的一个输入信号的电信号32_1可看出的是在此超出了一个功率阈值并且对应地在该机动车辆中需要发生一次驱动模式的改变。一次此种类的驱动模式的改变可以是从电力驱动到利用内燃发动机驱动的一次转换或者是使关闭该内燃发动机的至少一个汽缸失效。在正常情况下，如在图1可看出的，不能由驾驶员基于该踏板的一条力-行程特征曲线识别出一次此种类的转换或一次驱动模式的改变。这条力-行程特征曲线在此由曲线34示出。所述曲线指示出该踏板角度与踏板力（也就是如驾驶员可感觉到的回复力）之间的关系曲线。如果现在在踏板角度30_1处超过一个功率阈值的话，其结果是一次驱动的改变是必要的，根据本发明提供的是使这个驱动信号在一个特定的角度间隔[30_1，30_2]内保持恒定处于一种不变的状态，也就是说这个驱动信号的值在33_1与33_2之间不变并且保持在一种稳定态33_3。在踏板特征曲线33中的这种空载允许驾驶员感觉到尽管进一步压下该踏板但该车辆的反应以及相关联的驾驶感受没有改变。其结果是，驾驶员接收到触觉反馈，并且在这个角度区域仍然可以在短期内做出一个决定是否希望驱动即将变化或者相反地重新减小踏板角度以使驱动方式保持不变。只有在这个空载区段之后，也就是说在已经经过这个踏板角度间隔[30_1，30_2]之后才会执行驱动的改变并且这个驱动信号再次随着该踏板行程线性地增大。这个角度间隔例如延续1°。对比图2和图3示出的是这个驱动信号在点33_1处的轮廓已经实际上中断了片刻（也就是在经过踏板角度间隔[30_1，30_2]时）并且在点33_2处重新开始，如此前一样。这样使之可继续使用一个大量生产型的加速踏板，而只需要改变在发动机控制器中的踏板特征曲线就可。类似于在图1和图2中，在此可以再次识别出一次降档，所述降档由一种在这条力-行程特征曲线34的点35处锯齿形的增大示出。

Claims (9)

1.一种用于运行具有至少一个驱动单元的机动车辆的方法，该驱动单元是以内燃发动机为形式的并且是通过一个加速踏板以及与该加速踏板相互作用的一个控制单元而致动的，在该方法中由该机动车辆的触觉反馈指示给驾驶员的是响应于达到与传输到该控制单元的一个特定的功率要求相关联的一个加速踏板行程而启动并执行一个限定的动作，这个动作导致一次驱动模式的改变，其中这种触觉反馈被实现成空载行程，该空载行程被限定在该加速踏板的存储于该控制单元中的、从这个特定的加速踏板行程出发的一条特征曲线中。
2.如权利要求1所述的方法，其中，这个限定的动作是使关闭该内燃发动机的至少一个汽缸失效。
3.如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，该车辆还具有以电动机为形式的一个驱动单元，并且这个限定的动作是在使用该电动机来驱动与使用该内燃发动机来驱动之间的一次转换。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，这个动作是在达到的该加速踏板行程传输到该控制单元的这个特定的功率要求超过一个预先特定的阈值时启动和执行的。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在该车辆还具有以电动机为形式的一个驱动单元并且这个限定的动作是在使用该电动机来驱动与使用该内燃发动机来驱动之间的一次转换的情况下，这个预先特定的阈值是由该电动机的一个功率极限预先特定的。
6.如权利要求4所述的方法，其中，这个预先特定的阈值是由该内燃发动机的至少一个汽缸的一个汽缸关闭器件的一个功率极限预先特定的。
7.一种用于运行具有至少一个驱动单元的机动车辆的装置，该驱动单元是以内燃发动机为形式的并且是通过一个加速踏板以及与该加速踏板相互作用的一个控制单元而致动的，其中该装置具有多个器件，这些器件被设计成用于通过在该加速踏板上的触觉反馈而指示给驾驶员的是响应于达到与传输到该控制单元的一个特定的功率要求相关联的一个加速踏板行程而启动并执行一个限定的动作，这个动作导致一次驱动模式的改变，其中这种触觉反馈被实现成空载行程，该空载行程被限定在该加速踏板的存储于该控制单元中的、从这个特定的加速踏板行程出发的一条特征曲线中。
8.如权利要求7所述的装置，其中，这个限定的动作是使关闭该内燃发动机的至少一个汽缸失效。
9.如权利要求7和8中任一项所述的装置，其中，该车辆还具有以电动机为形式的一个驱动单元，并且这个限定的动作是在使用该电动机来驱动与使用该内燃发动机来驱动之间的一次转换。
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