CN104442806A - 用于运行与道路关联的混合动力车辆的方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行与道路关联的混合动力车辆的方法和控制装置，该混合动力车辆包括电子的控制单元(5)、配设于第一轴(VA)的初级马达(1)和配设于第二轴的次级马达(3)，其中：原则上借助电子的控制单元(5)针对驱动地控制初级马达(1)和次级马达(3)，使得优先只发生通过初级马达(1)的单轴驱动；从关断的次级马达(3)出发，当确定出有牵引需求(TB)时，接通次级马达(3)；并且从接通的次级马达(3)出发，当没有牵引需求(TB)时，在识别出没有弯道行驶的情况下才关断次级马达(3)。

Description

用于运行与道路关联的混合动力车辆的方法和控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于运行与道路关联的混合动力车辆的方法和控制装置，该混合动力车辆包括电子的控制单元、配设于第一轴的初级马达和配设于第二轴的次级马达，初级轴和次级轴可以各按照运行策略交换。术语“初级马达”或“次级马达”也可以理解为包括多个马达的初级或次级驱动单元，例如车轮特定的驱动装置。
背景技术
在未先公开的德国专利申请DE102012211920或DE102013208965中例如描述用于运行与道路关联的混合动力车辆的不同方法。
德国专利申请DE102012211920已经从所谓的与道路关联的混合动力车辆出发，该混合动力车辆具有至少一个初级马达(例如电动机)和至少一个次级马达(例如内燃机)，该初级马达作为驱动马达对混合动力车辆的第一轴起作用，而该次级马达作为驱动马达对混合动力车辆的第二轴起作用。在此，初级马达和次级马达不是经由联接器而是只经由车轮通过道路与驱动相关地耦联。这种与道路关联的混合动力车辆也被称为“轴分式”(Axle-Split)混合动力车辆。优选在此使用电动机作为初级马达和使用内燃机作为次级马达。
这种混合动力车辆特别是能够以第一运行模式(优选是纯电动行驶的E模式)和第二运行模式(自动模式)运行，在第一运行模式中为了进行驱动控制仅仅初级马达运行，而在第二运行模式中为了进行驱动控制自动地还能接通和断开次级马达。
德国专利申请DE102012211920和DE102013208965涉及用于接通次级马达的方法。
发明内容
本发明的目的在于，不仅在效率方面而且在行驶稳定性方面改进开头所述类型的混合动力车辆。
该目的按照本发明通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求是本发明有利的扩展方案。
原则上借助电子的控制单元针对驱动地控制初级马达和次级马达，使得优先只发生通过初级马达的单轴驱动。
术语“针对驱动地控制”特别是在混合动力车辆的范围中不是仅理解为短期的仅燃料最小化的针对效率的控制，而是一般性地也理解为长期地针对所要求的总功率或电功率最大可用性地控制驱动部件和/或与轴相关的驱动力矩分配。在混合动力车辆中驱动部件的驱动相关的控制本身也作为所谓的混合运行策略是已知的。
当在此从关断的次级马达出发确定有牵引需求时，按照本发明与弯道行驶无关地接通次级马达。
备选地或附加地，在此从接通的次级马达出发，当没有(不再有)牵引需求时，在识别出附加地没有(不再有)弯道行驶的情况下才关断次级马达。术语“弯道行驶”在这里按照最宽泛意义理解为，也可以有较小的转向半径，例如在变换车道时可以落入其范围内。
优选地，在识别出车轮打滑时或者在ASC调节有效时预测有沿着纵向方向预期的牵引需求情况下，确定有牵引需求。
当要求的纵向动力学的额定特征参数(特别是行驶愿望纵向加速度)超过关于纵向动力学的潜能特征参数(特别是牵引相关的最大可能的纵向加速度)的限定的阈值时，预测有沿着纵向方向的预期的牵引需求。
本发明还基于下面的其他的考虑：
按照本发明，从原则上优先的在驱动控制方面预定第一运行模式(优选为纯电动行驶的E模式)出发，例外附加地在行驶稳定控制方面的准备阶段中起动次级马达，在该第一运行模式中应仅运行初级马达。在此，当根据基于模型的预测预见性地得到待期望的牵引需求时导入准备阶段。在基于模型的预测中，至少在以下的情况下得到预期的牵引需求，即，根据沿着纵向方向的驾驶愿望(特别是在把加速踏板踩到底时)计算出要求的纵向加速度(或者与其成比例的参量)，其大于与计算出的纵向潜能参量相关的阈值。这种在次级马达关断情况下从第一运行模式出发例外地起动次级马达在下面也被称为“接通要求”。接通要求也可以在各轴之间识别有滑差时和/或在ASC调节起作用时进行。接通要求与弯道行驶无关地随之到来。
成比例的纵向潜能参量等于最大可能的纵向加速度或者与其成比例并且按照这种方式计算，即特别是考虑行车道的当前的摩擦系数和坡度，但也还有车辆质量。该纵向潜能参数可以例如通过按照德国专利申请DE102013208965的卡姆圆来求得，其全部内容在这里被引用。
如果从被起动的次级马达出发(其或者由于之前的接通要求或者由于存在驱动控制方面的第二运行模式例如自动模式可以被起动)没有(不再)识别出牵引需求，那么只有在没有(不再有)弯道行驶时才关断次级马达。该按照本发明延迟关断被起动的次级马达直至弯道末端在下面也被称为“防止松懈(Ablegeverhinderung)”。防止松懈涉及防止在弯道行驶期间对于减轻驾驶员负担所不期望的加速冲击。附加地，位移相关的和/或时间相关的条件防止松懈，以避免在驱动模式之间的所不期望的突变。
总之，通过本发明原则上优先通过初级马达以优选单轴驱动(特别是纯电动行驶)的驱动控制，当第一从关断的次级马达出发期待与纵向加速相关的牵引需求时(第一例外情况“接通要求”)和/或当第二从接通的次级马达出发在没有牵引需求情况下没有结束弯道行驶时(第二例外情况“防止松懈”)，这种优先性例外地被双轴驱动替代。
在第一例外情况下(接通需求)，与弯道行驶无关地优选沿着纵向方向的牵引，以便特别是提供足够的驱动力供使用。在第二例外情况下(防止松懈)，优选行驶行为的可再现性或恒定性，以便在弯道行驶中简化司机的横向导向。
本发明优选地可应用在以下的情况，为了最小化CO2排放而应在驱动控制方面优先电动行驶，初级马达也就是电动机。通过预见性求得预期的牵引需求和(在实际的牵引调节之前的)准备阶段，本发明还特别有利的是，次级马达是一种马达，其起动需要一定的时间，例如内燃机。
在针对驱动的行驶中，关注的是用于控制初级马达和次级马达的行驶功率优化以及消耗优化的驱动策略。与此相对，在针对行驶动力学的行驶中特别是在牵引需求中关注的是对各轴的驱动力矩分配。
附图说明
在以下实施例中借助附图详细地阐述本发明的细节。附图如下：
图1示出与道路关联的混合动力车辆的示意图，具有对于按本发明的方法重要的部件；
图2示出按本发明的方法的主要步骤的简图。
具体实施方式
图1中示出所谓的与道路关联的混合动力车辆，该车辆具有第一电动机1作为初级马达，该初级马达作为驱动马达例如作用于前轴VA，该车辆具有内燃机3作为次级马达，该次级马达作为驱动马达作用于后轴。可以设有第二电动机2用来起动内燃机3。此外，自动变速器4在输入端与内燃机3能连接。类似地，本发明也可应用于不同地布置顺序的部件2、3和4，例如也用于这样的布置，其中电动机2设置在内燃机3与自动变速器4之间。
混合动力车辆可以以第一运行模式(E模式)和以第二运行模式(自动模式)运行，在第一运行模式中从驱动控制方面仅仅通过初级马达1纯电动地行驶，而在第二运行模式中内燃机3作为次级马达从驱动控制方面自动地并行于初级马达1按需要能接通和能关断。
混合动力车辆的运行控制方法通过电子的控制器5执行，该控制器具有相应的程序模块以及与所需要的传感器和促动器的连接。在程序模块中包含有功能模块“接通要求”EA和“防止松懈”AV，通过图2的描述详细地说明其工作原理。
在图2中，借助左边示出的卡姆圆相应地将要求的纵向动力学的额定特征参数aFW与行驶动力学的潜能特征参数apot相比较。在这里为了预见性地求得预期的牵引需求仅仅从额定纵向加速度在操纵加速踏板的基础上求得该要求的行驶动力学的潜能特征参数aFW。当要求的纵向动力学的额定特征参数aFW超过关于纵向动力学的潜能特征参数apot的限定的阈值T1(例如70％)时(上面的卡姆圆)，则从单轴的针对驱动的控制2WD转换到双轴的针对行驶动力学的控制4WD。在上面的实例中，根据基于模型的预测，预见性地求得预期的牵引需求：TM_mod＝1。
在上面的按照图2的实例中，“接通要求”从关断的次级马达M2(在这里为内燃机3)出发。因此如果通过预期牵引需求TB_mod＝1(或者通过识别的滑差：S＝1或通过起作用的ASC调节：ASC＝1)存在牵引需求TB＝1，则这导致接通次级马达M2：0＝>1。该接通要求EA是准备阶段，在该准备阶段后可以跟着实际的牵引调节。实际的牵引调节的实例包含在上述的德国专利申请DE102013208965中。
卡姆圆可以在从两轴或更多轴驱动4WD向单轴驱动2WD的过渡中跟随滞后，这样在所示的按照图2的下面的实例中该过渡在潜能特征参数apot的阈值T2(例如50％)上发生。在下面的实例中，根据基于模型的预测，没有求得预期的牵引需求TB_mod＝0。
在按照图2的下面的实例中，“防止松懈“从接通的次级马达M2(在这里为内燃机3)出发。因此如果通过没有(不再有)预期牵引需求TB_mod＝0并且通过没有滑差:S＝0和通过没有ASC调节：ASC＝0不存在牵引需求TB＝0，则这只在也不存在弯道行驶:KE＝0时导致关断次级马达M2:1＝>0。该防止松懈AV是所谓的后准备阶段，其可以跟随在实际的牵引调节后面。
行驶动力学的或者说在这里纯纵向动力学的潜能特征参数apot特别是与摩擦系数和/或坡度和/或空气阻力和/或拖曳质量有关的。
从针对驱动的控制到针对行驶动力学的控制的过渡和相反的过渡的阈值T1和T2优选与当前的车辆速度v有关，见图2中双箭头处的函数f(v)。
牵引需求可以在本发明扩展方案中根据时间和位移预定。同样可以为了识别牵引需求而考虑预测信息(例如利用导航数据、利用X对X通信系统或者利用环境传感器的弯道曲率)。经由限定的车辆集成的操作元件或者经由移动的终端设备(例如借助”App”)，可以向驾驶员提供特定地调节和改变按本发明的基本功能的可能性。

Claims (8)

1.用于运行与道路关联的混合动力车辆的方法，该混合动力车辆包括电子的控制单元(5)、配设于第一轴(VA)的初级马达(1)和配设于第二轴的次级马达(3)，在该方法中：
原则上借助电子的控制单元(5)针对驱动地控制初级马达(1)和次级马达(3)，使得优先只发生通过初级马达(1)的单轴驱动；
从关断的次级马达(3)出发，当确定出有牵引需求(TB)时，接通次级马达(3)；并且
从接通的次级马达(3)出发，当没有牵引需求(TB)时，在识别出没有弯道行驶的情况下才关断次级马达(3)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在以下情况确定有牵引需求(TB)：在识别出车轮打滑(S)时或者在ASC调节(ASC)有效时，预测有沿着纵向方向预期的牵引需求(TB_mod)。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，当要求的纵向动力学的额定特征参数(aFW)超过关于纵向动力学的潜能特征参数(apot)的限定的阈值(T1)时，预测有沿着纵向方向的预期的牵引需求(TB_mod)。
4.用于运行与道路关联的混合动力车辆的方法，在该方法中：借助电子的控制单元(5)原则上针对驱动地在通过初级马达(1)优先单轴驱动(2WD)的意义上能控制配设于第一轴(VA)的初级马达(1)和配设于第二轴的次级马达(3)；将要求的纵向动力学的额定特征参数(aFW)与纵向动力学的潜能特征参数(apot)相比较；并且当关于纵向动力学的潜能特征参数(apot)的限定的阈值(T1)被超过并且因此预测有预期的牵引需求(TB_mod；TB)时，从关断的次级马达(3)出发，由于接通要求(EA)，在牵引调节的准备阶段中接通次级马达(3)。
5.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，从接通的次级马达(3)出发，由于防止松懈(AV)，在不存在牵引需求(TB)的情况下，只有当通过弯道识别(KE)确定出不存在弯道行驶时，才关断次级马达(3)。
6.用于运行与道路关联的混合动力车辆的控制装置，该混合动力车辆包括电子的控制单元(5)、配设于第一轴(VA)的初级马达(1)和配设于第二轴的次级马达(3)，控制单元(5)至少具有接通要求功能模块(EA)并且设计成：初级马达(1)和次级马达(3)原则上针对驱动地在通过初级马达(1)优先单轴驱动(2WD)的意义上能被控制；要求的纵向动力学的额定特征参数(aFW)能与纵向动力学的潜能特征参数(apot)相比较；并且当关于纵向动力学的潜能特征参数(apot)的限定的阈值(T1)被超过并且因此预测有预期的牵引需求(TB_mod；TB)时，从关断的次级马达(3)出发，由于接通要求(EA)，在牵引调节的准备阶段中能接通次级马达(3)。
7.按照权利要求6所述的控制装置，其特征在于，控制单元(5)具有防止松懈功能模块(AV)和弯道识别功能模块(KE)并且设计成：从接通的次级马达(3)出发，由于防止松懈(AV)，在不存在牵引需求(TB)的情况下，只有当通过弯道识别(KE)确定出不存在弯道行驶时，才能关断次级马达(3)。
8.用于运行与道路关联的混合动力车辆的控制装置，该混合动力车辆包括电子的控制单元(5)、配设于第一轴(VA)的初级马达(1)和配设于第二轴的次级马达(3)，控制单元(5)具有接通要求功能模块(EA)和防止松懈功能模块(AV)并且设计成：
初级马达(1)和次级马达(3)原则上针对驱动地能被控制，使得优先只发生通过初级马达(1)的单轴驱动；
从关断的次级马达(3)出发，当确定出牵引需求(TB)时，能接通次级马达(3)；并且
从接通的次级马达(3)出发，在不存在牵引需求(TB)的情况下，只有当不存在弯道行驶时，才关断次级马达(3)。
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