CN105073540A - 用于运行具有混合动力驱动装置的机动车的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行具有混合动力驱动装置的机动车的方法，该机动车包括内燃机和配设有储能器的电机以及可电子换挡的变速器，所述储能器在电机以发电机方式运行时可充电，所述变速器的挡位可通过对选择元件的致动而手动地调高和调低，其中，当经由选择元件通过至少一次的致动选择了较低挡位或选择了由于换挡而导致较高转速的、变速器控制器的另一换挡模式，且在完成了挡位选择或换挡模式选择后通过致动加速踏板不改变或仅在预先规定的程度内改变机动车的加速度时，将电机切换到发电机运行模式。

Description

用于运行具有混合动力驱动装置的机动车的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行具有混合动力驱动装置的机动车的方法，该机动车包括内燃机和配设有储能器的电机以及可电子换挡的变速器，所述储能器可在电机以发电机方式运行时充电，所述变速器的挡位可通过致动/操纵选择元件而手动地换到高速挡和换到低速档低。

背景技术

具有混合动力驱动装置的机动车越来越受欢迎。其区分为所谓的完全混合动力车和所谓的插电式混合动力车，完全混合动力车的储能器、即其蓄电池仅可通过以发电机方式运行的电机来充电，插电式混合动力车额外提供通过通常的插座连接部给储能器充电的可能性。这二者的共同点是：机动车如此设计，使得一方面提供混合式的运行模式和另一方面提供纯电动的运行模式。在混合模式中主要是内燃机运转，作为电动机运行的电机可以辅助地驱动、例如提供额外的加速度(助力)，或用于负荷点降低。另选地，电机在混合模式中也可以以发电机方式运行或者进行再生、即对储能器(牵引用蓄电池)充电，或者电机可以提高内燃机的负荷点。也即在以发电机方式运行的过程中在行驶过程中牵引用蓄电池可以被重新充电，而牵引用蓄电池在纯电动运行模式中主要是放电。

尤其在具有相对较大的储能器的插电式混合动力车中，大多将纯电动运行模式确定为在上车和激活车辆后的默认状态，也就是说，车辆在出发后主要靠电力行驶，直到储能器放完电为止。为了给驾驶员提供如下可能，即在行驶期间通过内燃机给储能器迅速充电，可以使充电模式作为混合运行模式的特殊形式由驾驶员选择。在该充电模式中内燃机在所有弱负载和部分负载阶段一起驱动作为发电机运行的电机，这导致了一定的负荷点上升。充电模式的选择由驾驶员实现，而且是或者通过致动一单独的仅为这种情况设计的操作钮，或者通过在显示屏上在输入菜单中选择菜单项来实现。

然而这种选择充电模式的形式需要在车中安装和致动附加的按钮，这导致更多成本和有时造成驾驶员不舒适。在输入菜单中选择额外配置的菜单项也是麻烦的，输入菜单由此可能太复杂或者说很难理解。

发明内容

本发明因此所要解决的问题是，提供一种方法，其能够简单地变换到充电模式。

为解决这个问题，在开头所述类型的方法中根据本发明规定，如果经由选择元件通过至少一次的致动选择了较低挡位或选择了变速器控制器的另一换挡模式，该另一换挡模式由于挡位变换而导致更高的转速，且在发生挡位选择或换挡模式选择后，机动车的加速度未通过致动加速踏板发生改变或通过致动加速踏板仅在预先规定的程度内改变，则电机切换到发电机运行模式。

本发明基于如下考虑，即：变换到充电模式与一已经存在的功能或存在的操作过程相耦联。为进行变换必须满足两个边界条件。一方面必须通过致动作用于变速器控制器上的选择元件、即例如行驶速度级选择杆(该行驶速度级选择杆在“手自一体”功能的范围内也可以手动切换变速器挡位)，选择换挡到较低挡位，替代地这一点也可以通过致动方向盘上的换挡拨片而实现。在任何情况下都由此导致转速升高。转速升高也可以当通过行驶速度级选择杆例如从D-行驶速度级变换到S-行驶速度级时实现，此时也出现转速升高。因为大多数驾驶员都知道，放电的12伏-车用电池可以通过提高发动机转速而更快地重新充电，这例如由驾驶员通过在空转时加油门/加速或通过在低挡位行驶而有意地进行，所以可以假设，通过提高的发动机转速并由此也通过主动地降挡，原则上给出了操作功能，所述操作功能可以容易地与牵引用蓄电池的预期的充电联系起来并因此对于驾驶员而言是可直观理解的。另一个边界条件是，功率要求并不直接跟随在降挡或模式变换之后，即驾驶员紧接在换挡或模式变换之后不会加速或不会过强地加速。因此第二边界条件是，驾驶员不致动或仅在预先规定的程度内致动加速踏板，因此车辆根本不加速或者仅轻微地加速，并且由此不要求高的功率，其由于电机转换到发电机运行模式以及由此产生的在期望范围内的负荷点上升可以不提供。

如果驾驶员手动通过选择元件降挡，并且随后保持被给出的加速度，则这被理解为蓄电池充电期望的信号或满足了实现变换为充电模式的两个边界条件。这种蓄电池充电期望可以通过在弱负载或部分负载运行模式中行驶通过将电机转换到与微小的负荷点上升相联系的发电机运行模式中而实现，然而在此所述的负荷点升高并不是不利的，因为不必提供提高的功率。

然而如果驾驶员紧接在降挡或模式变换之后强烈加油门，则不进行这种变换到发电机运行模式，这是因为大家明白，降挡只是为了改变转速区域以及改变功率区域的目的。

当驾驶员在惯性行驶中(即当驾驶员不致动加速踏板时)变换到较低挡位或改变换挡模式时，也发生相应的转换。如果现在转换到发电机运行模式，则通过牵引减速的升高也得到了再生功率，这也符合预期地提高了电池荷电。

当驾驶员加速、即致动加速踏板时，变换到以发电机方式运行的这一变换在任何情况下都马上重新反过来。由转换到发电机运行模式造成的负荷点升高被中断，以便能如期望地那样实现最大加速度。因此电机重新切换到电动机运行模式或至少被断开耦联，从而电机不再造成负荷点升高。

还可以设想，为将电机切换为发电机运行模式，短时间内两次先后顺序地致动选择元件，其中，首先阻止进一步降挡到更低的挡位。为了实施负荷点升高，即因此将电机切换为发电机，必须通过选择杆(或者替代地通过相应的拨片(Paddel))在“手自一体”模式中两次短暂地先后顺序地给出降挡期望。一方面通过第一次切换降低档位，而第二次切换用于发信号通知：给出了蓄电池充电期望，于是并不第二次降挡。但是如果紧接在两次致动之后加油门，或在必要时在两次致动的同时加油门，则从中得知，未给出充电期望，而是降挡了两个挡位。由此可以区分，选择元件的两次致动是给出充电期望，还是给出完全加速的期望。

如果在没有加油门的条件下两次致动，则还可以使负荷点由于相应地驱控作为电动机运行的电机而升高，以更快地充电。

如果通过操作在方向盘上的换挡拨片进行换挡，则变速器控制器通常从自动换挡模式变为手动换挡模式，只要变速器控制器处于手动换挡模式中，挡位就只能通过换挡拨片来切换。然而如果在一定的时间、例如5-10秒内没有再一次致动换挡拨片，则变速器控制器自动地重新离开这个状态。根据本发明则可以，当随着致动换挡拨片电机也切换到了发电机运行模式，充电模式同样也仅保持与变速器控制器处于手动换挡模式中时的一样的规定时间。该规定时间过后，电机重新切换到电动机运行模式中或重新断开耦联。也就是说，储能器仅一步一步地充电。如果驾驶员希望蓄电池更强地充电，则驾驶员必须多次致动换挡拨片，直到达到期望的荷电状态。

在这方面可以设想，当选择元件为换挡而两次被致动，以便使电机变为发电机运行模式时，设定一比在仅一次地以仅够降低挡位的方式对选择元件致动时的长的规定时间。也就是说，在这种情况下代替持续仅5-10秒的充电时间，选择一个较长的时间，在该较长的时间期间保持充电状态。

原则上，所述规定的时间应该为至少20秒、优选为至少30秒、尤其是至少60秒。代替于此，也可以在手动换挡模式中不给出时间限制，也就是说，只要在充电，如在手动换挡模式中行驶，就不会重新主动通过致动选择元件或类似物变换到自动换挡模式中。即只要挂入降低的挡位并以此挡位行驶，即便充电模式也可以持续保持。

如上所述，存在如下可能，即一个充电期望通过两次致动选择元件(其可以是选择杆或也可以是换挡拨片)得出，其中仅降低一个挡位。为了还可以给驾驶员提供如下可能，即进一步降低到更低挡位以及使转速还能更高，驾驶员可以为此第三次致动选择元件或尤其是换挡拨片。这个第三次致动造成第二次降挡。

除了所述方法外，本发明还涉及一种具有混合动力驱动装置的机动车，其包括内燃机和配设有储能器的电机及可电子换挡的变速器，所述储能器可在电机以发电机方式运行时充电，变速器的挡位可通过对选择元件的致动而手动地升挡或降挡。这种车辆的突出之处在于，设有可转换电机功能的控制装置，所述控制装置被设计用于执行之前所述的方法。当然，控制器通过合适的数据总线与其它控制器通信，以便得到所需的关于挡位选择或模式选择、即选择元件的致动的信息，和关于加速踏板的致动或加速期望的信息，以便确定，用于转换电机运行模式(其可以是转换到发电机运行模式，也可以是转换到电动机运行模式)的边界条件是否满足。

附图说明

本发明另外的优点、特征和细节将从接下来描述的实施例中得到。

具体实施方式

附图示出根据本发明的机动车1，其具有变速器2，该变速器以未详细示出的方式与一个或多个待驱动的轴连接。机动车1还具有混合动力驱动装置3，该混合动力驱动装置包括内燃机4以及电机5，通过该内燃机能驱动变速器2，该电机可以作为电动机被驱动并同样作用在变速器2上。电机5配设有储能器6，该储能器通常是牵引用蓄电池的形式，当电机5切换为发电机并运行时，所述牵引用蓄电池可通过电机5充电。

变速器2具有变速器控制器7，该变速器控制器电切换变速器2或者该变速器控制器本身由选择元件8得到相应的控制指令，通过该选择元件最终可控制变速器控制器8的功能运行或换挡运行。

另外还设有控制器9，该控制器用于切换电机5，因此即限定了，电机5是作为发电机用于对储能器6充电还是作为电动机用于驱动。

为了以简单的方式检测：是否原则上存在电机5作为发电机运行的可能性或是否存在相应的蓄电池充电期望，选择元件8与控制器9通信，所述选择元件例如可以是行驶速度级选择杆，该行驶速度级选择杆在“手自一体”模式中也可以被致动用以手动切换各变速器挡位，或者所述选择元件可以是方向盘侧的用于升挡或降挡的换挡拨片。该控制器因此检测到，是否存在变换到较低挡位的相应切换期望。这种转换到较低挡位可以是第一边界条件，根据该第一边界条件电机5切换到发电机运行模式。代替单个换挡，也可以通过选择元件8(当所述选择元件是选择杆时)选择从D到S行驶速度级的行驶速度级变换。如在单个换挡中那样，与这种形式的行驶速度级变换相联系的是转速升高。也就是说，“可以进行电机转换”这一事实所依据的第一边界条件是转速升高，该转速升高由驾驶员主动地通过致动选择元件8激发，所述选择元件可以是在“手自一体”模式中向“-”的方向致动的选择杆，也可以是在“手自一体”模式中向“-”的方向致动的换挡拨片。

第二边界条件是，在这种手动的主动激发的挡位变换或换挡模式变换后没有紧接着进行车辆加速，因此即没有致动加速踏板10或最多只在不会得出过大的加速期望的程度上致动加速踏板。例如如果尽管之前换到低速挡但加速踏板10仍保持在其位置中，则这被理解为充电期望，控制器9于是立刻将电机5切换到发电机运行模式，结果虽然一方面负荷点略微升高，但是这并不干扰，这是因为由此认为，存在充电期望并因此储能器6通过电机5充电。

该充电过程或该充电模式一直保持到例如驾驶员再次加速，即加速踏板10被致动，这是因为此时产生功率需求，电机5或者被断开耦联或者重新切换到电动机运行模式，从而不再出现负荷点升高，并提供期望的加速度供使用。

如果由变速器控制器7实现的变换到手动换挡模式只是暂时的，这通常为通过方向盘换挡拨片换到低速挡的情况，则在预先规定的时间、例如10秒钟过后重新转换到自动换挡模式。如果之前电机5切换成了发电机运行模式，则在该预先规定的时间过后电机重新“切回”或断开耦联，负荷点升高重新降低。

但是如果选择元件8是行驶速度级选择杆，该行驶速度级选择杆被移动到“手自一体”中的手动模式这侧，则变换到手动换挡模式(M-行驶模式)没有时间限制。也就是说，只要选择杆在M-位置，充电模式、即电机5的发电机运行模式就一直保持激活。相应内容也适用于如下情况，即驾驶员在不变换到M-换挡模式即“手自一体”中的手动换挡模式的条件下从D-行驶速度级变换到S-行驶速度级。S-行驶速度级也可以持续地保持，不会发生自动变换为D-行驶速度级。即如果驾驶员将选择元件8保持在S-行驶速度级位置，则充电模式可以保持较长时间，至少一直保持到加速踏板不被致动且相应的功率不被要求为止，或者一直保持到重新变换到D-行驶速度级为止。在此期间在弱负载和部分负载阶段可以由于电机被切换为发电机运行模式而保持或执行持续的负荷点升高。

Claims (8)

1.一种用于运行具有混合动力驱动装置的机动车的方法，该机动车包括内燃机和电机以及能电子换挡的变速器，所述电机具有相配设的储能器，所述储能器能在电机以发电机方式运行时充电，所述变速器的挡位能通过致动选择元件而手动地调高和调低，其特征在于，如果经由选择元件通过至少一次的致动选择了较低挡位或选择了由于换挡导致较高转速的、变速器控制器的另一换挡模式，并且在完成了挡位选择或换挡模式选择之后没有通过致动加速踏板改变或通过致动加速踏板仅在预先规定的程度上改变机动车的加速度，则将电机切换到发电机运行模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在完成了切换到发电机运行模式之后在为获得加速度或为获得超过预先规定大小的加速度而致动加速踏板时，将电机切换到电动机运行模式。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为将电机切换到发电机运行模式，两次先后顺序地致动选择元件，其中阻止进一步换到更低的挡位。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，附加地也使内燃机的负荷点由于相应地驱控作为发电机运行的电机而升高，用以更快地充电。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在致动选择元件时，将引起换挡的变速器控制器从自动换挡模式变换为手动换挡模式，所述手动换挡模式保持规定的时间，在该规定的时间过后无需致动选择元件就进行重新变换为自动换挡模式，其中，电机也在该规定的时间过后切换到电动机运行模式。

6.根据权利要求3和5或权利要求4和5所述的方法，其特征在于，在两次地致动选择元件以切换电机时所设定的规定的时间比在仅一次地以仅够用于调低挡位的方式致动选择元件时的长。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述规定的时间为至少20秒、优选为至少30秒、尤其为至少60秒。

8.一种具有混合动力驱动装置的机动车，包括内燃机(4)和电机(5)以及能电子换挡的变速器(2)，所述电机具有相配设的储能器(6)，所述储能器能在电机(5)以发电机方式运行时充电，所述变速器的挡位能通过对选择元件(8)的致动而手动地调高和调低，其特征在于，设有用于对电机(6)的功能进行转换的控制装置(9)，该控制装置被设计用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法。