CN105216790A - 用于驱动混合动力汽车的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动混合动力汽车的方法，其带有内燃机和电的机器，总的车轮驱动力矩由内燃机的车轮驱动力矩和电的机器的车轮驱动力矩组成，电的机器可在发动机工作模式下工作，总的车轮驱动力矩通过电的机器的车轮驱动力矩而提高，或者，电的机器可在发电机工作模式下工作，总的车轮驱动力矩通过电的机器的车轮驱动力矩而减小，监视是否要采取提高车轮驱动力矩的安全措施或减小车轮驱动力矩的安全措施，电的机器适当地工作，使得电的机器的车轮驱动力矩和安全措施的车轮驱动力矩的总和恒定，如果电的机器在发电机工作模式下工作且要采取减小车轮驱动力矩的安全措施，或者如果电的机器在发动机工作模式下工作且要采取提高车轮驱动力矩的安全措施。

Description

用于驱动混合动力汽车的方法

技术领域

本发明涉及一种用于驱动混合动力汽车的方法，该混合动力汽车具有内燃机和电的机器。

背景技术

混合动力汽车通常包括作为主驱动机构的内燃机和至少一个副驱动机构。这种副驱动机构尤其是电的机器。利用内燃机产生用于驱动混合动力汽车的驱动力矩。该驱动力矩还通过变速器和传动轴传递至混合动力汽车的车轮上，由此在混合动力汽车的车轮上分别产生内燃机的车轮驱动力矩。

利用电的机器例如可以实现助推回收系统（BRS）。电的机器为此例如可以通过皮带与内燃机的曲轴连接。

在此，在发电机式的工作模式下，电的机器吸收驱动力矩，并将机械能转变为电能。在这种情况下，车轮上的车轮驱动力矩通过电的机器而减小。电的机器因而产生一种“负的”主动车轮驱动力矩。

在发动机式的工作模式下，电的机器又把电能转变为机械能，并产生驱动力矩。在这种情况下，车轮上的车轮驱动力矩通过电的机器而提高。电的机器因而产生一种“正的”主动车轮驱动力矩。

车轮上的总的车轮驱动力矩因而由内燃机的车轮驱动力矩和电的机器的车轮驱动力矩组成。

驾驶员辅助功能是能够引起车轮驱动力矩提高或引起车轮驱动力矩减小的安全措施。在非稳定的或者对安全紧要的行驶状态下，这种驾驶员辅助功能可以起稳定作用地针对行驶动力采取这种驾驶员辅助功能。这种安全措施尤其可以对内燃机或制动器产生影响，以便使得车轮驱动力矩要么提高要么减小，因而使得行驶动力稳定。这种安全措施例如是电子稳定程序（ESP）、发动机拖曳扭矩控制（MSR）、牵引力滑动调节（ASR）或防抱死系统（ABS）。

然而在混合动力汽车中存在危险：尽管安全措施试图使得行驶动力稳定，通过电的机器的车轮驱动力矩却会使得这种非稳定的或者对安全紧要的行驶状态进一步恶化。由此会明显提高事故危险性，对混合动力汽车的乘客以及其它交通参与者造成巨大的危险。

虽然在这种状况下可以将电的机器切断，然而在某些情况下，由于电的机器的这种切断，进而由于电的机器的车轮驱动力矩突然下降，会使得非稳定的或者对安全紧要的行驶状态进一步恶化。因此，由于在非稳定的或者对安全紧要的行驶状态下不受控制地切断电的机器，甚至会提高事故危险性。

因此希望提出一种方案，以便以可靠的方式使得混合动力汽车在非稳定的或者对安全紧要的行驶状态下稳定。

发明内容

根据本发明，提出一种具有权利要求1的特征的用于驱动混合动力汽车的方法，该混合动力汽车带有内燃机和电的机器。有利的设计是从属权利要求以及后续说明的主题。

在此，总的车轮驱动力矩由内燃机的车轮驱动力矩和电的机器的车轮驱动力矩组成。在发动机式工作模式下，电的机器输出驱动力矩，这相当于电的机器的正的主动车轮驱动力矩，总的车轮驱动力矩提高。在发电机式工作模式下，电的机器吸收驱动力矩，这相当于电的机器的负的主动车轮驱动力矩，总的车轮驱动力矩减小。

混合动力汽车也可以包括多个电的机器，这些电的机器分别产生相应的主动车轮驱动力矩，且分别为总的车轮驱动力矩贡献一部分。下面，本发明将针对一个电的机器予以介绍。本发明也以类似的方式适用于具有多个电的机器的混合动力汽车。

根据本发明，监视并检查是否要采取提高车轮驱动力矩的安全措施或减小车轮驱动力矩的安全措施。这种安全措施尤其是驾驶员辅助功能。其尤其在非稳定的或者对安全紧要的行驶状态下被引发，以便使得行驶动力稳定。采用相应的安全措施要么提高要么减小总的车轮驱动力矩。这种安全措施是改变车轮驱动力矩的安全措施。

在减小车轮驱动力矩的安全措施的过程中，总的车轮驱动力矩将减小，例如这是因为车轮在加速时打滑。如果在这个时间点使得电的机器在发电机式工作模式下工作，总的车轮驱动力矩就已经通过电的机器而减小。

类似地，通过提高车轮驱动力矩的安全措施，总的车轮驱动力矩将提高，例如这是因为车轮在燃气中断时开始打滑。如果在这个时间点使得电的机器在发动机式工作模式下工作，总的车轮驱动力矩就已经通过电的机器而提高。

因此，在这两种情况下，电的机器对总的车轮驱动力矩实现了与要采取的安全措施相同的效果。因此，立即直接切断电的机器会抵消要采取的安全措施。

根据本发明，电的机器因此适当地工作，特别是过渡至非主动的工作模式下，使得电的机器的车轮驱动力矩和安全措施的车轮驱动力矩的总和保持恒定，如果要采取改变车轮驱动力矩的安全措施之一，且如果电的机器在一种工作模式下工作，该工作模式引起总的车轮驱动力矩的与要采取的安全措施相同的变化。也就是说，电的机器的主动车轮驱动力矩的量值逐渐减小一定程度，使得电的机器的主动车轮驱动力矩的变化与所有其它车轮驱动力矩在总的车轮驱动力矩中所占的部分的变化的总和恒定地为零，直至电的机器的主动车轮驱动力矩本身减小至零（即电的机器达到非主动的工作模式）。接下来，电的机器最好保持在非主动的工作模式下，直至改变车轮驱动力矩的安全措施结束。

一方面，如果要采取减小车轮驱动力矩的安全措施，且如果电的机器在发电机式工作模式下工作，就会出现上述这种情况，或者另一方面，如果要采取提高车轮驱动力矩的安全措施，且如果电的机器在发动机式工作模式下工作，也会出现上述这种情况。

在安全措施的过程中，特别是要么提高要么减小内燃机的车轮驱动力矩，这要看要采取的安全措施而定，同时，电的机器的车轮驱动力矩以相同的量值减小。总的车轮驱动力矩保持不受此影响。因此，电的机器使得总的车轮驱动力矩不受影响地工作，这具有下述优点。

通过这种方式，电的机器特别是逐渐地过渡至非主动的工作模式下，如果要采取安全措施之一。这种过渡尤其使得总的车轮驱动力矩不受影响地进行。由此防止通过电的机器对总的车轮驱动力矩产生并非所愿的影响。电的机器的主动车轮驱动力矩因而减小至零。因此，在安全措施的过程中，最终只需考虑内燃机的车轮驱动力矩。

在这种非主动的工作模式下，电的机器特别是无主动地提供的力矩，而且特别是并不产生主动的车轮驱动力矩。特别地，在此通过电的机器尚仅仅产生被动的车轮驱动力矩，即所谓的拖曳扭矩。在非主动的工作模式下，电的机器既不发动机式地工作，也不发电机式地工作。特别地，在此控制电的机器的被动的零力矩。在如此控制被动的零力矩时，由电的机器产生的拖曳扭矩并未通过电的机器的发动机式工作得到补偿，比如在主动的零力矩时就是这种情况。

如果电的机器使得总的车轮驱动力矩发生了与要采取的安全措施相同的变化，那么，立即切断电的机器就会导致高的安全风险和提高的事故危险。通过本发明可以防止这种风险和危险，混合动力汽车可以在非稳定的或者对安全紧要的行驶状态下通过安全措施结合以电的机器的使总的车轮驱动力矩不受影响的工作方式以可靠的方式得到稳定。通过本发明可以防止通过电的机器使得非稳定的或者对安全紧要的行驶状态进一步恶化。混合动力汽车的乘客以及其它交通参与者的安全性可以得到提高。

通过本发明特别是防止通过电的机器在非稳定的或者对安全紧要的行驶状态下使得总的车轮驱动力矩产生并非所愿的变化。此外特别是防止电的机器使得总的车轮驱动力矩发生变化，以至于抵消要采取的安全措施。此外，通过本发明尤其可以实现的是，电的机器不会在非稳定的或者对安全紧要的行驶状态下将干扰的、并非所愿的车轮驱动力矩传递到车轮上。

通过本发明确保了混合动力汽车的功能可靠性。特别是通过本发明避免了由于电的机器或者由于电的机器的可能的故障导致行驶不稳定。通过本发明保证满足或准守例如根据ISO标准26262的安全要求或对安全紧要的要求。由此保证混合动力汽车乘客的安全性，并保证混合动力汽车的无故障的工作。

电的机器的车轮驱动力矩（即电的机器在总的车轮驱动力矩中所占的部分）优选组件地减小，以便使得电的机器适当地工作，从而电的机器的车轮驱动力矩和安全措施的车轮驱动力矩的总和是恒定的。电的机器的主动的车轮驱动力矩在此可以连续地或逐步地减小。在此，发电机式的或发动机式的工作模式逐渐地减小，电的机器逐渐地而非突然地或立即过渡至非主动的工作模式。为此，特别是使得电的机器的扭矩或驱动力矩的量值逐渐地减小。此外特别地使得电的机器的扭矩或驱动力矩的给定值的量值逐渐地减小。此外优选地使得电的机器的车轮驱动力矩逐渐地持续减小一段时间，直至电的机器无主动地提供的力矩，即直至电的机器过渡至非主动的工作模式下，且主动地不再产生正的或负的车轮驱动力矩。

在另一种情况下，由于电的机器过渡至非主动的工作模式下，却最初还可以利用电的机器的改变车轮驱动力矩的作用。在采取相应的安全措施期间，电的机器最初也仍主动地产生负的或正的车轮驱动力矩。

有利地，当要采取改变车轮驱动力矩的安全措施，且电的机器（在该时间点）在一种工作模式下工作，该工作模式抵消总的车轮驱动力矩的力求通过所要采取的安全措施产生的变化时，电的机器直接地立即地过渡至非主动的工作模式下。

电的机器因而以不同的方式过渡至非主动的工作模式下，所述方式要取决于，电的机器在当前的工作模式下是否引起总的车轮驱动力矩发生与要采取的安全措施相同的变化，或者，电的机器在当前的工作模式下是否抵消总的车轮驱动力矩的因要采取的安全措施引起的变化。为了使得电的机器过渡至这种非主动的工作模式下，电的机器根据要采取的安全措施并根据电的机器的当前的工作模式工作。

如果电的机器在发动机式工作模式下工作，它就会把一个正的扭矩输出给总的车轮驱动力矩。因此，如果在这个时间点采取减小总的车轮驱动力矩的安全措施，电的机器就会抵消减小总的车轮驱动力矩的安全措施。

如果电的机器在发电机式工作模式下工作，它就会把一个负的扭矩输出给总的车轮驱动力矩。因此，如果在这个时间点采取提高总的车轮驱动力矩的安全措施，电的机器就会抵消提高总的车轮驱动力矩的安全措施。

在这两种情况下最好分别立即将电的机器切换至无主动力矩。电的机器在此直接地立即地被切换至非主动的工作模式下。由此防止电的机器主动地抵消要采取的安全措施，以至于非稳定的或者对安全紧要的行驶状态进一步恶化和提高安全风险与事故危险。混合动力汽车的乘客以及其它交通参与者的安全性得到了提高。

根据本发明的一种优选的设计，立即将电的机器切换至无主动力矩，其方式为，对电的机器的相绕组进行短路，和/或结束给电的机器的励磁绕组通电。

电的机器的相绕组因而被主动地或者故意地短路。特别是借助功率末级来控制电的机器。该功率末级尤其包括一个或多个由开关器件比如MOSFET晶体管构成的桥式电路。尤其是同时接通功率末级的桥式电路的所有下面的或所有上面的开关器件，以此方式来进行相绕组的短路。替代地或附加地，使得流经励磁绕组的电流相当快地终止，或者使得相应的励磁电路相当快地放电。

优选地，在监视是否要采取改变车轮驱动力矩的安全措施之一的过程中，（正确地）监视是否通过混合动力汽车的总线系统发出了信号。如果要采取安全措施之一，就通过总线系统发出这种信号或相应的消息。该总线系统例如是CAN总线。特别地通过这种信号或这种消息来激活用于执行安全措施的控制器。

在混合动力汽车的常规工作过程中，特别是监视是否满足一定的安全判据。如果满足了这种安全判据，就引发安全措施之一。在此尤其监视车辆横向动力、车辆纵向动力、车轮转速和/或车轮驱动力矩本身。如果这些受监视的参数中的至少一个超过了阈值，就满足了相应的安全判据。在这种情况下，通过总线系统发出信号，并引发相应的安全措施。

特别地，电的机器的上级系统例如电的机器的控制器或者混合动力汽车的控制器进行这种监视。此外特别地，如果上级系统识别到要采取安全措施之一，该上级系统就相应地控制电的机器。

优选地，如果不应再采取改变车轮驱动力矩的安全措施，电的机器就再次按照发动机式工作模式或发电机式工作模式工作。电的机器的非主动的工作模式结束，电的机器再次采用常规的工作模式。上级系统特别是检查是否不再采取相应的安全措施。此外，上级系统为此特别是监视是否通过总线系统发出了相应的信号，和/或用于执行安全措施的控制器是否被去激活。此外，特别是只有上级系统有权结束非主动的工作模式和使得电的机器再次处于发动机式的或发电机式的工作模式下。由此可以防止错误地结束非主动的工作模式。

本发明的计算单元例如混合动力汽车的控制器尤其采用编程技术被设计用于实施本发明的方法。

采用软件形式实施该方法也是有利的，这是因为这样引起特别低的成本，特别是如果执行的控制器还用于其它目的，因而本来就存在。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是磁盘、硬盘、闪存、EEPROM、CD-ROM、DVD等。也可以通过计算机网络（因特网、企业内部互联网等）下载程序。

本发明的其它优点和设计可由说明书和附图得到。

不言而喻，在不偏离本发明的范畴的情况下，上述特征和下面还要介绍的特征不仅可在分别给出的组合中使用，而且可在其它组合中使用或者单独使用。

附图说明

本发明借助实施例在附图中被示意性地示出，下面参照附图对其予以详述。

图1示意性地示出了本发明的混合动力汽车的一种优选的设计，其被设计用于实施本发明的方法的优选的实施方式；

图2以方框流程图示意性地示出本发明的方法的一种优选的实施方式。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了本发明的混合动力汽车的一种优选的设计，并标有100。

混合动力汽车100包括内燃机101和电的机器102。电的机器102例如通过皮带与内燃机101的曲轴连接。

通过内燃机101来产生驱动力矩。该驱动力矩通过变速器103和传动轴104传递到混合动力汽车100的车轮105上。由此在车轮105上产生内燃机101的车轮驱动力矩。

车轮105上的总的车轮驱动力矩由内燃机101的该车轮驱动力矩和电的机器102的车轮驱动力矩组成。

电的机器102可以按照发动机式的或发电机式的工作模式工作。在发电机式工作模式下，电的机器102吸收驱动力矩。在这种情况下，车轮105上的总的车轮驱动力矩通过电的机器102而减小。在发动机式的工作模式下，电的机器102产生驱动力矩。在这种情况下，车轮105上的总的车轮驱动力矩通过电的机器102而提高。

混合动力汽车100还包括多个被设计成控制器110的计算单元。这些控制器110通过CAN总线系统115相互连网。第一控制器111监视是否满足一定的安全判据。例如，第一控制器111监视车轮105的转速差是否达到阈值。这表明一种非稳定的、对安全紧要的行驶状态。根据这里的转速差是否超过最大值或低于最小值而定，第一控制器111引起相应的驾驶员辅助功能作为改变车轮驱动力矩的安全措施，以便使行驶状态再次稳定。为此，第一控制器111通过CAN总线115发送信号，由此激活驾驶辅助控制器112。

该驾驶辅助控制器112采取相应的改变车轮驱动力矩的安全措施。在所述安全措施的过程中，驾驶辅助控制器112相应地控制内燃机101和/或车轮105的制动器106，以便所有车轮或各个车轮105的总的车轮驱动力矩要么提高要么减小。这些安全措施优选是发动机拖曳扭矩控制（MSR）、牵引力滑动调节（ASR）、防抱死系统（ABS）和/或电子稳定程序（ESP）。

在利用过多的燃气起动时或者在湿滑路面上加速时，混合动力汽车100的车轮105例如会出现打滑。在此，车轮105的转速差超过相应的最大值。在这种情况下，驾驶辅助控制器112进行牵引力滑动调节，以便防止车轮105打滑。

例如当在湿滑路面上突然燃气中断时，混合动力汽车100就会出现打滑。在这种情况下，车轮105的转速差低于相应的最大值。驾驶辅助控制器112进行发动机拖曳扭矩控制，以便防止混合动力汽车100的这种打滑。

为了在这种非稳定的、对安全紧要的行驶状态下防止行驶状态因电的机器进一步恶化，安全控制器113被设计用于实施本发明的方法的优选的实施方式，该方法在图2中作为方框流程图200被示意性地示出。

在步骤201中，混合动力汽车100按照常规的工作模式工作。为了贴近实际地论述，作为范例，电的机器102在下面按照发动机式的工作模式工作。在电的机器102的发电机式的工作模式情况下，过程与方框流程图200中所示类似。

在该常规的工作模式的过程中，安全控制器113在步骤202中检查是否要采取改变车轮驱动力矩的安全措施。为此，控制器监视是否通过CAN总线115发出了相应的信号，以便激活驾驶辅助控制器112。

如果通过CAN总线115发出了这种信号，安全控制器113就使得电的机器102过渡至非主动的工作模式。在非主动的工作模式下，电的机器102被切换至无主动力矩，且不再产生主动的车轮驱动力矩。

根据是否要采取安全措施而定，安全控制器113使得电的机器102以两种不同的方式过渡至非主动的工作模式。

在步骤203中，安全控制器113检查是否通过电的机器102在发动机式的工作模式下引起与通过要采取的安全措施相同的改变车轮驱动力矩的效果。

在步骤204中的该特殊范例中就是这种情况。在步骤204中，作为提高车轮驱动力矩的安全措施，驾驶辅助控制器112例如要进行发动机拖曳扭矩控制。电的机器102在发动机式的工作模式下因而引起与要采取的安全措施相同的改变车轮驱动力矩的效果。

在发动机拖曳扭矩控制的过程中，驾驶辅助控制器112提高总的车轮驱动力矩的给定值。例如，驾驶辅助控制器112适当地控制内燃机101，使得由内燃机101产生的驱动力矩提高，以便将总的车轮驱动力矩的实际值提高到相应的给定值。

同时，安全控制器113在步骤204a中连续地减小电的机器102的主动车轮驱动力矩的给定值。总之，电的机器102的主动车轮驱动力矩和安全措施的车轮驱动力矩的总和由此保持恒定。由电的机器102产生的车轮驱动力矩因而逐渐减小，总的车轮驱动力矩不受其影响地保持在预先设定的给定值。

安全控制器113持续地减小电的机器102的主动车轮驱动力矩的给定值，直到该主动车轮驱动力矩在步骤204b中达到零值。在步骤204b中，电的机器102过渡至非主动的工作模式下。

替代于此，在步骤205中，利用电的机器102在发动机式工作模式下并不引起与通过要采取的安全措施相同的改变车轮驱动力矩的效果。

在步骤205中，作为减小车轮驱动力矩的安全措施，驾驶辅助控制器112例如进行牵引力滑动调节。电的机器102因此抵消要采取的安全措施的改变车轮驱动力矩的效果。

在牵引力滑动调节中，驾驶辅助控制器112减小总的车轮驱动力矩的给定值。例如，驾驶辅助控制器112适当地控制车轮105的制动器106，使得总的车轮驱动力矩减小，以便由此使得总的车轮驱动力矩的实际值减小到相应的给定值。

同时，安全控制器113在步骤205a中将电的机器102直接切换至无主动力矩，并使得电的机器102直接过渡至非主动的工作模式下。为此，安全控制器113产生电的机器102的相绕组的短路，并终止给电的机器102的励磁绕组通电。

在安全控制器113已使得电的机器102过渡至非主动的工作模式下之后，安全控制器113在步骤206中检查是否不再采取安全措施。特别地，当不再采取安全措施时，不再通过CAN总线115发出相应的信号。在步骤206中，安全控制器113检查是否不再通过CAN总线115发出信号。

如果情况如此，安全控制器113就使得电的机器102再次变得主动。在这里，安全控制器113在步骤207中取消电的机器102的非主动的工作模式，并使得电的机器102再次过渡至发动机式工作模式下。在这种情况下，混合动力汽车100再次在常规的工作模式下工作，这用附图标记208表示。

Claims (13)

1.一种用于驱动混合动力汽车（100）的方法，该混合动力汽车带有内燃机（101）和电的机器（102），

-其中，总的车轮驱动力矩由内燃机（101）的车轮驱动力矩和电的机器（102）的车轮驱动力矩组成，

-其中，电的机器（102）可以在发动机式工作模式下工作，其中，总的车轮驱动力矩通过电的机器（102）的车轮驱动力矩而提高，其中，电的机器（102）可以在发电机式工作模式下工作，其中，总的车轮驱动力矩通过电的机器（102）的车轮驱动力矩而减小，

-其中，监视（202）是否要采取提高车轮驱动力矩的安全措施（204）或减小车轮驱动力矩的安全措施（205），

-其中，电的机器（102）适当地工作，使得电的机器（102）的车轮驱动力矩和安全措施的车轮驱动力矩的总和恒定，如果电的机器（102）在发电机式工作模式下工作且要采取减小车轮驱动力矩的安全措施，或者如果电的机器在发动机式工作模式下工作且要采取提高车轮驱动力矩的安全措施（204a）。

2.如权利要求1所述的方法，其中，将电的机器（102）切换（205a）至无主动力矩，如果它在发电机式工作模式下工作且要采取提高车轮驱动力矩的安全措施，或者如果它在发动机式工作模式下工作且要采取减小车轮驱动力矩的安全措施（205）。

3.如权利要求2所述的方法，其中，将电的机器（102）切换（205a）至无主动力矩，其方式为，对电的机器（102）的相绕组进行短路，和/或结束给电的机器（102）的励磁绕组通电。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，逐渐地减小（204a）电的机器（102）的车轮驱动力矩，如果电的机器（102）适当地工作，使得电的机器（102）的车轮驱动力矩和安全措施的车轮驱动力矩的总和恒定。

5.如权利要求4所述的方法，其中，使得电的机器（102）的车轮驱动力矩逐渐地持续减小一段时间，直至电的机器（102）被切换（204b）至无主动力矩。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在监视（203）是否要采取提高车轮驱动力矩的安全措施或减小车轮驱动力矩的安全措施的过程中，监视是否通过混合动力汽车（100）的总线系统（115）发出了信号。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果不应再采取减小车轮驱动力矩的安全措施或提高车轮驱动力矩的安全措施，就使得电的机器（102）分别再次按照发动机式工作模式或发电机式工作模式工作（207）。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，作为提高车轮驱动力矩的安全措施，进行发动机拖曳扭矩控制和/或执行电子稳定程序。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，作为减小车轮驱动力矩的安全措施，进行牵引力滑动调节、采用防抱死系统和/或执行电子稳定程序。

10.一种计算单元（113），其被设计用于实施根据前述权利要求中任一项的方法。

11.一种混合动力汽车（100），具有根据权利要求10的计算单元（113）。

12.一种计算机程序，其引起计算单元实施根据权利要求1-9中任一项的方法，如果该方法在计算单元（113）上实施。

13.一种机器可读的存储介质，具有存储在其上的根据权利要求12的计算机程序。