CN103958254A - 用于将混合驱动装置从一个运行模式转换到另一个运行模式中的方法和混合动力车辆 - Google Patents

用于将混合驱动装置从一个运行模式转换到另一个运行模式中的方法和混合动力车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于将混合动力车辆的驱动装置从一个运行模式转换到另一个运行模式中的方法，所述驱动装置具有内燃机、至少一个产生牵引力的电机和变速器，所述变速器借助能由驾驶员操纵的选择设备可切换到不同的运行状态中。各运行模式能按照电动产生的驱动功率与内燃机产生的驱动功率的比例进行区分。所述驱动装置由驱动控制装置相关于由驾驶员通过油门元件和选择设备(1)预定的驱动要求和相关于不同的行驶状态参数和/或车辆参数控制，并且可以通过操纵选择设备(1)从一个运行模式切换到另一个运行模式中。有利的是，选择设备(1)具有至少两个稳定状态。

Description

用于将混合驱动装置从一个运行模式转换到另一个运行模式中的方法和混合动力车辆
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的方法以及一种按照权利要求2的前序部分的混合动力车辆。
背景技术
已知所谓的“全混合动力车辆”的特征在于驱动装置，所述驱动装置具有内燃机和至少一个产生牵引力的电机。全混合动力车辆可以以不同的运行模式运行，各运行模式按照“电动产生的驱动功率与内燃机产生的驱动功率的比例”进行区分。车辆例如可以在第一运行模式中仅以内燃机驱动，在第二(混合)运行模式中以内燃机驱动并且同时电动驱动或，或在第三运行模式中纯电动驱动。
在常规的混合动力设计中，驾驶员具有例如通过按压在仪表板区域中设置的按键或通过选择在选择菜单中的对应的功能而选择确定的运行模式例如“纯电行驶”的可能性。只要瞬时的行驶状态参数和/或车辆参数(例如车辆速度、蓄电池充电状态等)允许，则驾驶员可以用主动的方式、即由自己变换到确定的运行模式中。当然不仅按压按键并且尤其是通过也许相对复杂的菜单结构对功能的选择，按照行驶状况，要求驾驶员的高度注意力。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于将混合驱动装置从一个运行模式转换到另一个运行模式中的方法和对应设计的车辆，其中，所述转换可以尽可能直观地通过驾驶员启动。
该任务通过权利要求1或2的特征解决。本发明有利的设计和进一步方案由从属权利要求得出。
本发明出发点是一种包括驱动装置的混合动力车辆，该驱动驱动装置具有内燃机、至少一个产生牵引力的电机和变速器，该变速器借助能由驾驶员操纵的“选择设备”可切换到不同运行状态中。该电机可以尤其是这样设计，使得纯电行驶(没有内燃机驱动)也可能。
所述混合驱动装置可以在至少两个、优选至少三个不同的运行模式中运行，例如纯内燃机驱动、混合驱动(即内燃机和电机同时驱动)、纯电动驱动。
各个运行模式能够按照“电动产生的驱动功率与内燃机产生的驱动功率的比例”进行区分。在纯内燃机驱动中，当然电动产生的驱动功率的份额为零。在混合运行中，电动产生的驱动功率与内燃机产生的驱动功率的比例可以在一定的范围中变化。在纯电动驱动中，当然内燃机驱动功率的份额为零。
概念“运行模式”应非常宽泛地解释。代替以上所述示例例如也可设想多个不同的混合运行模式。所述至少两个运行模式因此不是必须必然具有纯电动驱动模式或纯内燃机驱动模式。
这样的混合动力车辆的驱动装置具有许多控制参数(包括边界条件)，例如由内燃机瞬时要产生的功率、由电机瞬时要产生的功率、由电机瞬时要回收的功率、变速器的切换状态等，所述控制参数由驱动控制装置(具有相应软件的一个或多个电子控制器)控制。
简单地说，驱动控制装置相关于由驾驶员通过油门元件(例如油门踏板)和变速器选择设备(例如挡位选择杆或挡位选择开关)预定的驱动要求并且相关于不同的行驶状态参数和/或车辆参数或边界条件控制驱动装置。例如车辆速度和/或为电机供电的电蓄能器(蓄电池或电容器装置)的充电状态算作所述行驶状态参数。
本发明的核心在于，所述驱动装置可以通过操纵本来已经在车辆中存在的元件例如选择设备(例如挡位选择开关或变速杆)、即非常简单地主动通过驾驶员从一个运行模式(例如混合运行模式)切换到另一个运行模式(例如纯电驱动模式)中，借助所述选择设备变速器可切换到不同的运行状态中。由驾驶员选择的状态或选择设备的由驾驶员选择的切换位置因此在瞬时存在的行驶状态参数和/或车辆参数或边界条件允许的情况下确定驱动装置的瞬时的运行模式。
相比于从一个运行模式到另一个运行模式的转换通过在仪表板的区域中或在方向盘上设置的按键、开关或通过从软件菜单结构选择功能实现的常规混合动力车辆，(单纯地)操纵选择设备完全直观地可能，而无须驾驶员将其目光移开道路，借助所述选择设备也可选择变速器的各个运行状态。这种相对于常规混合动力车辆被主观认为看起来小的区别出于人体工程学的观点是非常有利的，并且在混合动力车辆中对驾驶员接受度直接产生正面影响。
按照本发明，当选择设备处于第一(稳定)状态中时驱动装置处于第一运行模式中，并且当选择设备处于第二(稳定)状态中时驱动装置处于第二运行模式中。所述稳定状态可以例如是确定的切换位置，可控制变速器的变速杆可以占据所述切换位置。
要明确指出，本发明设定或能够实现由驾驶员启动在各个运行模式之间的转换，然而不排除，所述驱动控制装置在确定的情况中自动地、即没有驾驶员作用地从一个运行模式转换到另一个运行模式中。
在驱动装置的通过驱动控制装置启动的从一个运行模式到另一个运行模式中的转换中，例如在从纯电动驱动转换到混合驱动或纯内燃机驱动中，可以设定，在此选择设备同样“自动”、即没有驾驶员的支持地转换。“自动”在这种关系中表示，选择设备通过车辆电子装置(驱动控制装置)转换。因此驾驶员由选择设备的切换位置和必要时与选择设备的转换相关联的切换噪声直接得到关于运行模式的(自动进行的)变换的光学或触觉和/或声学反馈。
附加地可以在这样的转换过程中例如在仪表板组合件中通过在中央在仪表板的区域中设置的显示器和/或通过所谓的头顶上方显示器显示运行模式的变换。
此外可以在选择设备上例如在变速杆上或在驾驶员可见范围中的另一个位置上设置显示瞬时选择的运行模式的光学状态显示装置，例如LED或类似物。
从纯内燃机驱动到混合模式的自动转换或向纯内燃机驱动模式的自动转换可以由驾驶员例如也通过踩踏油门踏板(“强制降挡”)启动。对应的切换信号输送给驱动控制装置。驱动控制装置接着变换运行模式，这伴随着选择设备或挡位选择杆的自动转换。如果驾驶员愿望超过纯电驱动可达到的最大速度，则同样可以设置自动地离开纯电驱动模式。
如上面已经提到的，选择设备可以是可偏转地或可翻转地设置的变速杆，类似于如在BMW标志的具有自动变速器的常规车辆中遇到的变速杆。按照本发明这样的变速杆可以占据至少两个稳定状态或变速杆位置。如果驱动装置处于第一运行模式(例如混合运行模式)中，则变速杆处于配置的第一变速杆位置中。如果驱动装置处于第二运行模式(例如纯电动驱动)中，则变速杆处于与第一变速杆位置不同的第二变速杆位置中。
此外可以设定，变速杆可以占据第三稳定位置，变速器通过操纵在步进挡槽中的变速杆可以有级切换到较高或较低的挡位中。
当然可以也设置多于三个稳定的变速杆位置。
此外可以设定，通过从驱动装置处于纯电动运行模式的位置中出来地操纵变速杆来有级切换变速器是不可能的或被阻止。
如果确定的运行模式(例如纯电动驱动)在瞬时给定的行驶状态参数和/或车辆参数的情况下是不可能的，则可以设定，锁定对应的选择位置，即例如变速杆不可运动到配置给相应运行模式的位置中。
对此代替地，可以允许希望的运行模式的“预先登记”，其中，选择设备虽然可以运动到相关的选择位置中，然而只要瞬时给定的行驶状态参数和/或车辆参数还不允许，则阻止转换到希望的运行模式中。这样的“预先登记状态”例如可以通过状态显示装置(LED或类似物)的闪光显示。当瞬时的行驶状态参数和/或车辆参数允许时，则可以进行变换到“预先登记的运行模式”中。
例如可以设定，变速杆可以占据的三个稳定位置在挡槽中沿行驶方向看相继地或并排地(沿车辆横向方向相继地)设置，其中变速杆从例如对应于混合运行模式的第一稳定位置出发通过变速杆沿第一方向的运动可以切换到另一个运行模式(例如纯电动运行)中，并且通过变速杆沿与第一方向相反的第二方向或与第一方向垂直的第二方向的运动可以切换到第三运行模式(运动型运行或纯内燃机驱动)中。
附图说明
接着结合附图进一步解释本发明。附图示出：
图1～3不同的变速杆，通过所述变速杆可选择驱动装置的各个运行模式；以及
图4按照本发明的另一种切换简图。
具体实施方式
图1示出变速杆1，类似其在标志BMW的常规车辆中安装的。该变速杆在其上面的区域中具有包括标志P的按键2。如果在停止的车辆或在只以小的速度滚动的车辆中按压按键2，则接合驻车制动器。在变速杆1的侧面设有另一个具有标志“Lock”的按键3。如果驻车制动器被接合并且希望变换到行驶状态中，则必须首先按压制动器并且同时按压按键3，随后变速杆2可以沿车辆纵向4偏转。
在变速杆的朝向驾驶员的侧面上示意性地画出换挡简图，包括沿车辆纵向4相继的切换位置“R”(倒车)、“N”(空挡)或怠速、“D”(前进)。
在混合动力车辆中，切换状态“D”代表混合模式，在该混合模式中只要行驶状态参数和/或车辆参数允许则车辆同时以内燃机和电机驱动。此外可以设定，在确定的行驶状态参数和/或车辆参数中车辆也在状态“D”中纯电动驱动，例如，当非常缓慢地行驶(速度小于预定速度)并且电蓄能器的充电状态允许时。
通过向右、即沿车辆横向方向偏转变速杆1，只要瞬时的行驶状态参数和/或车辆参数允许则可以变换到“电驱动模式”中，在该驱动模式中车辆仅电动驱动。
如果驾驶员选择纯电驱动模式，则可以设定，变速杆1保持在对应的向右偏转的位置中。如果行驶状态参数和/或车辆参数这样改变，使得纯电行驶运行不再可能，则可以设定，驱动控制装置自动切换回混合驱动模式中。在这样的自动控制的运行模式变换中可以设定，变速杆自动从其已向右偏转的变速杆位置中向左偏转到中间位置中。
从对应于变速杆位置“D”的混合驱动模式出发，变速杆1可以附加地向左偏转到运动驱动模式中。从该同样可以是稳定的变速杆位置的已向左偏转的变速杆位置出发，变速器可以通过向前或相反于行驶方向向后地偏转变速杆手动有级降挡或升挡。在“运动模式”中可以设定，车辆仅以内燃机或主要以内燃机驱动并且只辅助地电动驱动(助力功能)。
图2示出选择设备1的备选的实施例，其中设置真正的机械的滑槽6，变速杆1在该滑槽内可运动。在这里也可以通过变速杆选择三个不同的运行模式，即由符号+/-标明的运动或步进切换模式、由符号D标明的混合行驶模式以及由符号e标明的纯电驱动模式。
在图1和2示出的选择元件如在大多常规的车辆中设置在乘客室的中控台的区域中。
对此代替地按照本发明的变速杆也可以作为转向摆臂构成，该转向摆臂径向从方向盘的旋转轴伸出。这样的转向摆臂1a在图3中示出。
图4示出用于在这里未示出的变速杆的切换简图，其中配置给运行状态R(倒车)、N(怠速或空挡)、D(自动模式中的前进)和M(手动模式或运动模式中的前进)的变速杆位置成一列(沿车辆行驶方向)相继地设置。用于转换到纯电驱动模式中的变速杆位置在变速杆位置D处从“R-N-D-M挡槽”垂直向右分支。

Claims (10)

1.用于将混合动力车辆的驱动装置从一个运行模式转换到另一个运行模式中的方法，所述驱动装置具有内燃机、至少一个产生牵引力的电机和变速器，所述变速器借助能由驾驶员操纵的选择设备能切换到不同的运行状态中，各运行模式能按照电动产生的驱动功率与内燃机产生的驱动功率的比例进行区分，并且所述驱动装置由驱动控制装置相关于由驾驶员通过油门元件和选择设备(1)预定的驱动要求以及相关于不同的行驶状态参数和/或车辆参数进行控制，其特征在于，通过操纵选择设备(1)将所述驱动装置从一个运行模式切换到另一个运行模式中。
2.混合动力车辆，其包括驱动装置和驱动控制装置，所述驱动装置具有内燃机、至少一个产生牵引力的电机和变速器，所述变速器借助能由驾驶员操纵的选择设备(1)能切换到不同的运行状态中，所述驱动装置能在至少两个不同的运行模式中运行，各运行模式能按照电动产生的驱动功率与内燃机产生的驱动功率的比例进行区分，所述驱动控制装置相关于由驾驶员通过油门元件和选择设备(1)预定的驱动要求以及相关于不同的行驶状态参数和/或车辆参数控制驱动装置，其特征在于，所述驱动装置能通过操纵选择设备从一个运行模式能切换到另一个运行模式中。
3.车辆，其特征在于，当选择设备(1)处于第一稳定状态中时，所述驱动装置处于第一运行模式中；并且当选择设备(1)处于第二稳定状态中时，所述驱动装置处于第二运行模式中。
4.按照权利要求2或3所述的车辆，其特征在于，在通过驱动控制装置启动驱动装置从第二运行模式向第一运行模式转换时，在没有驾驶员的支持的情况下，选择设备从第二稳定状态切换到第一稳定状态中。
5.按照权利要求2至4之一所述的车辆，其特征在于，选择设备(1)具有能偏转地或能翻转地设置的变速杆(1)，第一稳定状态对应于变速杆(1)的第一稳定位置，并且第二稳定状态对应于变速杆(1)的第二稳定位置。
6.按照权利要求2至5之一所述的车辆，其特征在于，所述驱动装置在第一运行模式中相关于不同的行驶状态参数和/或车辆参数仅由内燃机驱动或同时由内燃机和电机驱动。
7.按照权利要求3至6之一所述的车辆，其特征在于，所述驱动装置在第二运行模式中仅通过电机驱动。
8.按照权利要求5至7之一所述的车辆，其特征在于，变速杆(1)能切换到第三稳定位置中，通过在步进挡槽中操纵变速杆(1)，变速器能从该第三稳定位置出来地有级地切换到较高或较低的挡位中。
9.按照权利要求8所述的车辆，其特征在于，通过从第二稳定位置出来地操纵变速杆(1)来有级地切换变速器是不可能的。
10.按照权利要求8或9所述的车辆，其特征在于，所述三个稳定位置在变速杆(1)的挡槽中相继地设置，变速杆(1)从第一稳定位置出发，通过变速杆(1)沿第一方向的运动能切换到第二稳定位置中，并且通过变速杆(1)沿与第一方向相反的第二方向或与第一方向垂直的第二方向的运动能切换到第三稳定位置中。
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