CN103764427A - 用于混合动力汽车的指示装置和指示方法以及带有此类指示装置的混合动力汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于混合动力汽车的指示装置(3)，该混合动力汽车带有第一驱动源和在其类型方面不同于第一驱动源的至少一个第二驱动源以用于通过司机根据负载需求驱动混合动力汽车，其中，指示装置(3)具有至少一个指示器件(15)用于指示由司机在确定的时刻给定的负载需求的值，且在在该时刻仅仅通过至少一个第二驱动源驱动混合动力汽车时至少一个附加的指示器件(17)设置成用于显示这种由司机在该时刻最大可获取的负载需求(LN)的界限，在超过该界限时还激活或仅仅激活第一驱动源以用于驱动混合动力汽车。根据本发明提出可激活至少一个其他的指示器件(18)，利用其可实现显示混合动力汽车的至少一种这样的运行模式(E)，在其中在在该时刻仅仅通过至少一个第二驱动源驱动混合动力汽车时由司机最大可获取的负载需求(LE)相对于另一运行模式(N)有提高。以这种方式可明显改善通过指示装置(3)提供给司机的尤其关于第一驱动源的重启界限的信息。本发明还提供一种用于指示对混合动力汽车的驱动链的负载需求的值的方法。

Description

用于混合动力汽车的指示装置和指示方法以及带有此类指示装置的混合动力汽车
技术领域
本发明涉及一种带有权利要求1的前序部分的特征的、用于混合动力汽车的指示装置。
背景技术
为了将来还达到对很低的噪音和废气排放以及对很低的燃料消耗的的越来越高的要求，车辆制造商加强地以新的车辆概念来工作。
在此，越来越多地与所谓的混合动力汽车的概念相关。混合动力汽车为这样的车辆，其由多于一个的驱动源驱动，其中，在现今的说法中首先可考虑组合内燃机与可作为电马达运行的一个电机或多个电机和与此相关的蓄能器(燃料箱和牵引电池)。当然还可与混合动力汽车的这种设计方案无关地考虑其他的组合方案，例如组合燃料电池和至少一个电机。
在混合动力汽车中经常通过功率测量计(在其中指示处在不同的行驶范围中的当前获取的司机驾驶愿望(负载需求(Lastanforderung)))替代或补充作为指示装置的传统的转速表。功率测量计指针的位置在此或多或少地与司机选择的加速器位置线性相关。
典型的功率测量计在此通常构造为带有有标记的多个刻度线的圆形仪表，在该刻度线处司机可读出不同的行驶状态：
因此在点火系统切断时指针处在“停止(Off)”位置中。
在接通点火系统且存在做好行驶准备(然而司机并未加速)的情况下指针运动到“准备(Ready)”位置上。
如果司机少许直至适度地加速，则指针在“准备”位置与百分之百位置之间运动。通常该区域的一部分还图形化地显示为所谓的“节能(Eco)”区域，以便防止司机太猛烈的消耗密集的加速。
如果司机大量加速或加全速，则在混合动力汽车中作为电马达的电机通常暂时辅助内燃机。这还被称为所谓的“助推(Boost)”模式。因为获得的总功率/更确切地说获得的总转矩处成超过内燃机的满负荷特性曲线，所以功率测量计指针那时大多在“助推”区域中定位在功率测量计刻度的100%之上。
在制动时，电机在混合动力汽车中与之相反作为发电机工作且用来为电池充电。行驶区域同样在功率测量计上视觉地显示为“充电(Charge)”区域(所谓的回收区域(Rekuperationsbereich))。
此外，通常在混合动力汽车中提供所谓的“正常模式(Normalmodus)”和“电动行驶模式”(E模式)。在此在正常模式中针对最小的消耗来设计在利用电马达的行驶(E行驶)与利用内燃机的行驶(VKM行驶)之间的分配。因此仅仅在这种情况下电动地行驶运行点，即在此内燃机的效率比包括牵引电池的存入和取出效率的电动行驶的效率更差。然而因此以一定的方式限制了电动的行驶性能。
与之相反，在E模式中为用户与消耗影响无关地提供最大的电动的行驶性能。可获取的转矩或可获取的功率(在其中触发所谓的“重启”)因此处得明显更高。
重启应表示这样的行驶状态，即，在其中混合动力汽车的内燃机在事先仅仅通过电马达驱动混合动力汽车之后还又或仅仅用作驱动源。
在混合动力汽车中完全可存在司机的(行驶)愿望，车辆在一定的时间段上保持在纯粹的电动行驶范围中，即避免内燃机的重启(其例如可通过太强的“加速”触发)。然而这由于电机的相比于内燃机的功率更可能很小的功率而在混合动力汽车中相对地说很难。
要补充的是在其中触发重启的负载需求(尤其力矩或功率)极度取决于最不同的边界条件，即负载需求并非总是相同的。因此在高压(HV)电池的很低的温度的情况下牵引电池的功率严重受限，由此内燃机已经在司机的非常低的加速愿望的情况下重启。低于确定的电池温度通常完全不再可实现纯粹的电动行驶。
此外，要注意的是传统的混合电池通常在其最大的充电状态的大约35%至65%之间的相对的充电状态窗口(英文：State-Of-Charge-Fenster，SOC)中运行。如果充电状态接近最小允许的SOC，则出于运行策略的原因且出于电池物理学的原因已经在较低的功率的情况下开始重启。
因此所有这些提及的效应引起在功率测量计的指示中的重启点并不恒定且有时甚至在电动的行驶阶段期间逐渐地变化。
然而为了为混合动力汽车的司机通过一种这样的指示装置，司机可在该指示装置中估计出在纯粹电动的行驶期间内燃机何时接通，即进行重启，形成权利要求1和5的前序部分的文献DE 10 2007 060 646 A1提出一种附加的指示器件。该附加的指示器件用于指示不断改变的重启点且可设置为在指示装置的指示面上的拖动指针(Schleppzeiger)或圆环区段。
然而在已得出的实施方案的背景下值得期望的是还对已知的指示装置在其用于司机的表现力方面进行进一步改善。
发明内容
本发明的目的在于如此改善用于混合动力汽车的此类装置，即除了重启点之外还为司机提供司机可如何主动影响重启点(至少在确定的时间段)的信息。
该目的利用权利要求1的特征部分的特征来解决。
但本发明的目的还在于改善用于显示对混合动力汽车的驱动链的负载需求的值的已知的方法。该目的利用权利要求5的特征部分的特征来解决。
本发明的有利的实施方案或改进方案可从相应的从属权利要求中得悉。
因此，关于指示装置，本发明以用于混合动力汽车的指示装置为出发点，该混合动力汽车带有第一驱动源和在其类型方面不同于第一驱动源的至少一个第二驱动源以用于通过司机根据负载需求驱动混合动力汽车。在此，指示装置具有至少一个指示器件用于指示由司机在确定的时刻给定的负载需求的值，且在在该时刻仅仅通过至少一个第二驱动源驱动混合动力汽车时至少一个附加的指示器件设置成用于显示这种由司机在该时刻最大可获取的负载需求的界限，在超过该界限时还激活或仅仅激活第一驱动源以用于驱动混合动力汽车。
根据本发明，现在可激活至少一个其他的指示器件，利用其可显示混合动力汽车的至少一个这种运行模式，在该运行模式中，在在该时刻仅仅通过至少一个第二驱动源驱动混合动力汽车时由司机最大可获取的负载需求相对于另一运行模式有提高。
因此通过根据本发明的指示装置为司机提供关于重启点的改变的附加的信息，且司机可取决于该信息决定司机将在哪种运行模式中运行车辆。
如果司机针对确定的时间将最高优先权设置到纯粹电动地驱动其混合动力汽车上，那么这首先非常有帮助。
在此，适宜的是：作为第一驱动源使用内燃机，而作为第二驱动源使用可作为电马达运行的电机。这些驱动源已经非常成熟且在其可靠性方面几乎无可挑剔。
尤其在清楚的图示方面，如果至少一个其他的指示器件在其图形化的图示方面不同于至少一个附加的指示器件的图形化的图示，这已经证实为是有利的。这例如可通过相应图形化地设计的、当今的可支配的、可自由编程的显示器的发光区域无问题地实现。
还可考虑使用所谓的RGB-LED，其可以不同的颜色(红色、绿色和蓝色)来操控。
在此，如果可显示呈进度条(Laufbalken)的形式的至少一个附加的指示器件和至少一个其他的指示器件，这对于易懂的显示来说非常有利。
但如已经提到的那样，本发明还涉及一种根据权利要求5的前序部分的、用于显示对混合动力汽车的驱动链的负载需求的值的方法。
在此根据本发明设置成可激活混合动力汽车的至少一个这种运行模式的显示，在该运行模式中，在在该时刻仅仅通过至少一个第二驱动源驱动混合动力汽车时由司机最大可获取的负载需求相对于另一运行模式有提高。
因此，显示引起用于混合动力汽车的司机关于可选择的运行模式的附加的信息和决定帮助。在此提高最大可获取的负载需求的运行模式例如可为如已经说明的那样的所谓的E模式。但还可考虑备选地或附加地选择其他的影响混合动力汽车的重启点的这种运行模式。
虽然完全还可考虑其他的驱动源，但将内燃机用作第一驱动源和至少一个可作为电马达运行的电机用作第二驱动源由于可期待的可靠性而从当前的角度来看显得最为适宜。
根据本发明的改进方案可设置成：在激活和/或停用提高最大可获取的负载需求的运行模式时发出短时间的声信号。
备选地或附加地，还可有利地设想在激活和/或停用提高最大可获取的负载需求的运行模式时发出短时间的光信号。
所有的这些有助于司机留心到改变的运行模式。
为了有助于最小化电流消耗，可设置成：提高最大可获取的负载需求的运行模式的显示可仅在激活该运行模式后进行。
如果持续显示提高最大可获取的负载需求的运行模式，诚然这对司机提供了最佳的信息和决定帮助。
在此可非常有利的是：通过激活和/或停用提高最大可获取的负载需求的运行模式在指示器件的图形化的图示方面实现反转(换向)。
例如如果在激活正常模式时可通过可能地激活E模式提高的(“未活动的”)重启界限通过蓝色的LED示出，且现在由于正常模式有效的(“活动的”)重启界限通过绿色的LED示出，因此为司机以易懂的方式指出在在“活动的”(正常的)与“未活动的”(提高的)重启界限之间的差别。
如果司机以该信息为出发点决定激活E模式，则在图形化的图示中进行反转(换向)。指示提高的重启界限的蓝色的LED现在以绿色(活动地)示出，且指示“正常的”重启界限的LED以蓝色(未活动地)示出。
因此随时告知司机现在哪种重启界限是紧要的、哪种重启界限通过转换行驶模式起作用且是否激活了提高的重启界限(E模式)。
如果E行驶当前完全不可实现(例如由于太低的HV-电池温度、热功率需求或所需要的“车载”诊断)，LED熄灭。
然而对于指示器件的图形化的图示和在图示方面的换向的与此伴随的可能性仍然还可考虑其他的可行性方案。例如可在可自由编程的显示器中相应通过以实线加边的区域显示“活动的”重启界限且通过以虚线加边的区域显示“未活动的”重启界限。
备选地，还可考虑以下适宜的解决方案：
如果E行驶在正常模式中通常可行，则绿色的LED发光直至可实现的重启界限。如果E行驶当前完全不可形(例如由于太低的HV-电池温度、热功率需求或所需要的“车载”诊断)，LED熄灭。如果可在正常模式之后实现带有提高的重启界限的E行驶(E模式)，则带有更低亮度的附加的蓝色的LED发光。如果司机激活带有提高的重启界限的模式(E模式)，蓝色的LED的光度与绿色的LED的亮度相均衡。因此司机还通过这种变形以在视觉上可理解的方式获得以下信息：a) E行驶通常是否可行、b) 扩展的E行驶(E模式)是否可行以及c) 是否激活扩展的E行驶(E模式)。
最后还提出一种混合动力汽车，其根据本发明配备有至少一个根据本发明的指示装置。
附图说明
在附图中示出且在随后的说明中进一步阐述本发明的实施例。在此，相同的参考标号涉及相同的、类似的或功能相同的构件。其中
图1示意性地显示了带有作为组合仪表的组成部分的根据本发明的指示装置的机动车的内部空间,
图2在纯粹的E行驶的情况下示意性地显示了在混合动力汽车的第一运行模式(正常模式)中的根据本发明的指示装置(优选的实施例),
图3同样在纯粹的E行驶的情况下示意性地显示了在混合动力汽车的第二运行模式(E模式)中的根据图2的根据本发明的指示装置，以及
图4在纯粹的E行驶的情况下示意性地显示了在混合动力汽车的第一运行模式(正常模式)中的根据本发明的指示装置(第二实施例)。
具体实施方式
首先参考图1。在其中在组合仪表2的区域中示出了混合动力汽车1的内部空间。作为组合仪表2的组成部分设置有根据本发明的指示装置3。
现在应借助图2和图3进一步阐述指示装置3。
显而易见的是指示装置3以圆形仪表的形式构造成带有圆形的指示面4。指示面4可在此构造为所谓的可自由编程的显示器。在指示面4的边缘处设置有刻度线5至12，呈指针的形式的指示器件15可围绕旋转轴16在刻度线之间转动地运动。
在该实施例中，指针15构造为真实的指针，然而其还可在指示面4上虚拟地示出。指针15用于指示由司机给定的负载需求。在切断点火系统时指针15在刻度线5上处于停止位置(“停止(Off)”位置)中。
在接通点火系统时，指针15游移到刻度线7上的准备位置(“准备(Ready)”位置)中。这指示出车辆做好行驶准备，与是否通过内燃机或电机(一个或多个)来推进无关。
在刻度线6与7之间布置有指示器件13以用于指示充电运行(回收)。指示器件例如可以LED的形式或还可由在显示器4上以其他的方式图形显示地突出的面的形式来构造。
如果用户少许直至适度地加速，指针15在刻度线7与刻度线11(100%读数)之间运动。在图2和3中，指针15处在刻度线8之下，这应表明通过司机的此刻的负载需求低于最大负载需求的25%。
如果司机很大地加速或加全速，则作为电马达的电机暂时辅助内燃机且到达到所谓的“助推模式”中，该助推模式通过在刻度线11与12之间的区域(指示器件14)变得明显。该区域有意地定位在刻度线11之上，因为在助推区域中的获得的总功率处成超过内燃机的全负荷线。
在制动时，电机作为发电机工作且用于为牵引电池充电，在这种情况下指针15运动到在刻度线6与7之间通过指示器件13表明的回收区域(“Charge(充电)”)中，亦即冲得越多，司机制动越强烈。
此外，设置有呈以实线加边的区域的形式的指示器件17。指示器件17用于指示由司机在正常模式中在确定的时刻可获取的负载需求LN且可在运行期间在其数目方面变化。如果由司机在确定的时刻获取到超过可获取的负载需求LN的负载需求，则在预先发生的E行驶中触发内燃机的重启以用于辅助电马达。
在此，在确定的时刻获取的负载需求关于针对纯粹的E行驶最大可在该时刻获取的负载需求LN的剩余的间隔ΔLN对于司机来说可无问题地通过指针15相对于最上部的指示器件17的界限的位置显而易见。
在此可觉察到：在正常模式中(在图2中是激活的)，如果发生指针15扫过指示器件17的上边缘，那么总是进行重启。如果指针15由于通过司机的渐增的负载需求从下面接近这种指示器件17或如果指示器件17的数目(由于系统的电的功率能力降低)从上面(即更高的负载值或功率值)接近指针15，可得出这种扫掠。
现在要特别强调的是：设置有呈以虚线加边的区域的形式的其他的指示器件18，其中，指示器件18用于指示可由司机在确定的时刻在E模式中获取的这种提高的负载需求LE，在其中仍可实现纯粹的E行驶，即尚未进行重启。指示器件18的数量同样类似于指示器件17的数量是可变的且取决于相应的行驶状态。
为了强调负载需求LE现在不可由司机获取(未激活)，因为其处在正常模式中，所以示出呈以虚线加边的区域的形式的指示器件18。
类似于已提及的间隔ΔLN，间隔ΔLE对于司机来说可轻易地读取，间隔ΔLE示出在E模式中已获取的负载需求关于(针对纯粹的E行驶)最大可获取的负载需求的剩余的间隔。
同样，当然通过激活E模式实现的可在E行驶时获取的负载需求的提高ΔL同样对于司机来说无问题地显而易见。
如果司机现在以由指示装置3提供的信息为起点决定激活E模式，那么司机可为此操纵未进一步示出的操纵装置。在此短时间地发出声信号。同时还发出短时间的光信号。光信号例如可通过指示面4或指示器件18的短时间的亮度提高来实现。同样可考虑指示器件18的短时间的变大。
以这种方式非常明显地向司机指出在行驶模式方面的已激活的改变。
还要说明的是E模式的激活在指示器件17和18的图形化的图示方面引起反转(换向)(对比图3)。因此现在指示器件18通过以实线加边的区域示出，而指示器件17通过以虚线加边的区域示出。为此示出混合动力汽车处在带有相应提高的重启界限的激活的E模式中。
类似于之前说明的方法，在停用E模式时又发出短的光信号和/或声信号且指示器件17和18的图示又换向。
备选地，为了显示相应的行驶状态还可考虑以下适宜的解决方案：
如果E行驶在正常模式中普遍可行，则指示器件17(例如构造为绿色的LED)发亮直至可能的重启界限(负载需求LN)。如果E行驶当前完全不可行(例如由于太低的HV电池温度、热功率需求或所需要的“车载”诊断)，指示器件17熄灭。如果可在正常模式之后实现带有提高的重启界限的E行驶(E模式)，则附加的指示器件18(例如构造为蓝色的LED)以更低的亮度发亮。如果司机激活带有提高的重启界限的模式(E模式)，蓝色的LED18的光度与绿色的LED17的亮度相均衡。因此司机还通过这种变形以在视觉上可理解的方式获得以下信息：a) E行驶通常是否可行、b) 扩展的E行驶(E模式)是否可行以及c) 是否激活扩展的E行驶(E模式)。
虽然在该实施例中持续地显示提高最大可获取的负载需求的运行模式(E模式)，还可考虑仅在激活该运行模式后执行显示。
现在还应参考图4说明用于根据本发明的指示装置的第二实施例：
不同于第一实施例，未设置指示器件17和18。而在指针15下面布置有指示器件19以用于显示在正常模式和E模式中存在的界限，在其中进行重启。指示器件19还可在此例如集成到传统的转速表(未示出)中。
指示器件19在此构造为水平取向的矩形区域，在其中进度条20和23水平运动(参看箭头)。在图示中正常模式已激活且主要图形化地通过进度条20示出。进度条23图形化地设成背景。进度条20、23两者相应具有右界限21或24。如果现在在激活正常模式时右界限21运动到指示器件19的左界限22之上或超过指示器件19的左界限22，则触发重启。在激活E模式时，类似的情况适用于右界限24。同样可在此在在正常模式和E模式之间转变时发出短时间的声信号和/或光信号。此外，同样可在进度条20、23的图形化的图示中考虑反转(换向)。
附加地，可设置有字母或符号，其附加地显示用于正常模式(25)、E模式(26)以及重启的界限。
参考标号列表
1 混合动力汽车
2 组合仪表
3 指示装置
4 指示面
5-12 刻度线
13 用于指示充电运行(回收)的指示器件
14 用于指示辅助性地接通电马达(助推)的指示器件
15 用于指示由司机给定的负载需求的指示器件
16 旋转轴
17 用于指示可由司机在正常模式中获取的负载需求的指示器件
18 用于指示可由司机在E模式中获取的负载需求的指示器件
19 用于显示在正常模式和E模式中存在的界限的指示器件，在其中进行重启
20 用于显示可由司机激活的行驶模式(正常模式)的进度条
21 在正常模式中的进度条的右界限
22 左界限，在其中进行重启
23 用于显示由司机激活的行驶模式(E模式)的进度条
24 在E模式中的进度条的右界限
25 用于正常模式的符号或字母
26 用于E模式的符号或字母
27 用于重启的符号或字母
LE 可由司机在E模式中获取的负载需求
LN 可由司机在正常模式中获取的负载需求
ΔL 通过激活E模式可获取的负载需求的可能的提高
ΔLE 在E模式中已获取的负载需求与最大可获取的负载需求的间隔
ΔLN 在正常模式中已获取的负载需求与最大可获取的负载需求的间隔。

Claims (12)

1. 一种用于混合动力汽车(1)的指示装置(3,3')，该混合动力汽车带有第一驱动源和在其类型方面不同于所述第一驱动源的至少一个第二驱动源以用于通过司机根据负载需求驱动所述混合动力汽车(1)，其中，所述指示装置(3)具有至少一个指示器件(15)以用于指示由司机在确定的时刻给定的负载需求的值，且在在该时刻仅仅通过所述至少一个第二驱动源驱动所述混合动力汽车(1)时至少一个附加的指示器件(17,20)设置成用于显示由司机在该时刻最大可获取的这种负载需求(LN)的界限，在超过该界限时还激活或仅仅激活所述第一驱动源以用于驱动所述混合动力汽车(1)，其特征在于，设置有至少一个其他的指示器件(18,23)，利用其可实现显示所述混合动力汽车(1)的至少一种这样的运行模式(E)，在该运行模式中，在在该时刻仅仅通过所述至少一个第二驱动源驱动混合动力汽车(1)时由司机最大可获取的负载需求(LE)相对于另一运行模式(N)有提高。
2. 根据权利要求1所述的指示装置(3,3')，其特征在于，所述第一驱动源为内燃机，而所述第二驱动源为可作为电马达来运行的电机。
3. 根据权利要求1或2所述的指示装置(3,3')，其特征在于，所述至少一个其他的指示器件(18,23)在其图形化的图示方面不同于所述至少一个附加的指示器件(17或20)的图形化的图示。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的指示装置(3,3')，其特征在于，所述至少一个附加的指示器件(20)和所述至少一个其他的指示器件(23)可以进度条的形式来显示。
5. 一种用于指示对混合动力汽车(1)的驱动链的负载需求的值(LN,LE)的方法，该混合动力汽车带有第一驱动源和在其类型方面不同于所述第一驱动源的至少一个第二驱动源以用于驱动所述混合动力汽车(1)，其中，指示出由司机在确定的时刻给定的负载需求的值，且在在该时刻仅仅通过所述至少一个第二驱动源驱动所述混合动力汽车(1)时可显示出由司机在该时刻最大可获取的这样的负载需求(LN)的至少一个界限，在超过该界限时还激活或仅仅激活所述第一驱动源以用于驱动所述混合动力汽车(1)，其特征在于，可激活所述混合动力汽车(1)的至少一个这样的运行模式(E)的显示，在该运行模式中，在在该时刻仅仅通过所述至少一个第二驱动源驱动所述混合动力汽车(1)时由司机最大可获取的负载需求(LE)相对于另一运行模式(N)有提高。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，内燃机用作第一驱动源，而可作为电马达运行的电机用作第二驱动源。
7. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在激活和/或停用提高最大可获取的负载需求的运行模式(E)时发出短时间的声信号。
8. 根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，在激活和/或停用提高最大可获取的负载需求的运行模式(E)时发出短时间的光信号。
9. 根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，提高最大可获取的负载需求的运行模式(E)的显示仅在激活该运行模式(E)之后进行。
10. 根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，持续地显示提高最大可获取的负载需求的运行模式(E)。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在激活和/或停用提高最大可获取的负载需求的运行模式(E)时在所述指示器件(17和18;20和23)的图形化的图示中实现反转。
12. 一种混合动力汽车(1)，其带有根据权利要求1至4中任一项所述的至少一个指示装置(3,3')。
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