CN107407398A - 混合动力驱动单元 - Google Patents

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马丁·沃奈姆
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Abstract

一种机动车的混合动力驱动单元，具有多个、其中每个都用于操作内燃机和电动机的操作件，在此混合动力驱动单元包括加速踏板、离合器踏板以及能够手动操作的、能够挂入不同的行驶挡位的选择件，能够按照在不同的行驶模式中至少部分一致的换挡线路图操作所述选择件。

Description

混合动力驱动单元
技术领域
本发明涉及一种混合动力驱动单元，该混合动力驱动单元尤其适用于具有手动换挡装置的机动车。本发明还涉及一种用于驱动混合动力车辆，即能够通过内燃机以及电动机驱动车辆的方法。
背景技术
由WO 2013/077143 A1已知一种用于车辆的控制装置，车辆在第一驾驶状态中仅由内燃机驱动并在第二驾驶状态中额外地还由电动机驱动。在不同的驾驶状态之间的切换是以不同的信息(包括油门踏板位置)为基础。在此，牵引用蓄电池的充电状态也起到了重要作用。
DE 10 2013 207 756 A1公开了一种用于驱动混合动力驱动装置的方法，其中设置自动化离合器以用于将内燃机与变速器连接。在此，在变速器的挡位中内燃机能够与变速器自动分离并且车辆能够以纯电模式驱动。
具有混合动力装置的车辆能够在车辆操作方面，尤其是涉及选择行驶挡位方面，通常能够与具有自动变速器的纯内燃机驱动的车辆进行比较。由DE 10 2008 042 682 A1例如已知一种具有行星齿轮机构的混合动力车辆驱动系统。
作为替选的解决方案，DE 10 2007 052 261 A1公开一种所谓的混合动力手动变速器。在这种情况下，设置具有多个在H形换挡线路图中安置的切换路径的选择件，该选择件能够实现在变速器的不同挡位之间的手动切换。此外，选择件能激活电机，其中电机在混合动力车辆的电动驾驶驱动装置中作为唯一的驾驶驱动发动机被应用。混合动力车辆的能够手动换挡的变速器在电动行驶期间被切换到变速器的中间位置上。为了挂入电倒车挡，根据DE 10 2007 052 261 A1需要操作额外的换挡杆。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，相对于所述现有技术进一步开发一种机动车辆的混合动力驱动系统，使得从传统的内燃机驱动的车辆的用户角度看，操作和操作特性具有特别少的切换。
所述技术问题根据本发明通过具有权利要求1的特征的混合动力驱动单元以及通过根据权利要求10的用于驱动混合动力车辆的方法来解决。
混合动力驱动单元通过多个操作件进行工作，其中这些操作件中的每一者既对机动车的内燃机驱动也对车辆的电动驱动装置产生影响。在此，电动驱动装置包括单独的电动机或者多个电动机。操作件包括加速踏板(无关驱动类型也被称为油门踏板)和离合器踏板，该离合器踏板除了在内燃机的驱动系中的相关离合器的机械功能之外，同样还具有在机动车的电驱动时的功能。在至少两个不同的行驶模式中驱动所述机动车，在极端情况下为纯内燃机地驱动以及纯电动地驱动。此外，行驶模式还能够通过电动的驱动装置和内燃机的驱动装置的结合来实现。为了在不同的行驶模式之间进行切换可以使用选择件，该选择件还实现对不同的行驶挡位的选择。能操作选择件的换挡线路图在不同的行驶模式中至少部分重叠。在此，不同的行驶模式根据不同的驱动源的比例被区分，即，电动驱动以及内燃机驱动都算在机动车的总功率中。例如，在纯内燃机驱动和电气辅助的内燃机驱动之间的过渡对应于不同的行驶模式之间的变换。相反，在相同的驱动类型内的不同的设置(例如在内燃机驱动中的可变的油门踏板特性曲线)意味着没有行驶模式的切换。
由于在不同的行驶模式中的至少部分重叠的换挡线路图，会形成一种普遍的操作概念，其一方面能够从传统的特别是手动换挡的车辆实现特别简单的换换，并且另一方面在具有混合动力驱动单元的车辆的行驶中在进行行驶模式的切换时不需要或仅需要较容易实现的换挡。
在一个有利的设计方案中，在不同的行驶模式之间实现用户控制的切换。在此有利的是，选择件也能够用于在不同的行驶模式之间进行的切换，其中选择件尤其是能够在换挡线路图H中操作的换挡杆。为了这个目的，在选择件上能够例如设置辅助换挡件，例如以按钮的形式或者可移动的环件或可移动的套件的形式。这种设计方案同样是可行的，将选择件设计为整件，该选择件在不使用额外的操作件的情况下不仅适用于选择不同的行驶挡位还适用于在不同的行驶模式之间进行切换。在此，为了在不同的行驶模式之间切换，选择件在与换挡方向不一致的方向上移动。例如，以切换棍形式的选择件能够被按压，即在其纵向方向上移动，以便使混合动力驱动单元从第一驱动模式向第二驱动模式切换。同样能够实现的实施方式是，选择件在选择方向上移动，以便切换行驶模式。“选择方向”是指选择件的与在不同的换挡路径之间的切换有关的运动方向。在不同的行驶模式之间的切换能够例如通过如下方式被停止，选择件在选择方向上(对应于换挡线路图H的字母“H”的中间横线)被放置在侧面的止挡件上。为了向用户给出有关在不同的行驶模式之间的切换成功清楚的反馈(除了可能的声音的和/或视觉的显示)，切换过程可以与克服在选择件摆动时的最大力相关联。在此，最大力优选位于选择件的止挡件前不远处，其中距离止挡件有明显的距离。
在内燃机驱动模式中的行驶挡位的数量通常大于在纯电动驱动时的行驶挡位的数量。例如，机动车通过5挡或6挡换挡变速器被内燃机式地驱动，而电动驱动关于向前行驶通过固定的变速比或通过仅仅两个不同的变速比来进行。尽管电动驱动与内燃机驱动相比选择及换挡可能性受限，但是涉及选择件的换挡线路图的操作流程在两种情况下(即，在不同的行驶模式中)是一致的。例如，换挡杆形式的选择件从中间位置开始向前摆动，以便在内燃机驱动时切换至换挡变速器的第一挡位中。在电动驱动模式中也能够以相应的方式操作选择杆，以便从中间位置切换至行驶挡位或者切换至多个行驶挡位中的第一行驶挡位。在此，在不同的行驶模式之间的切换能够在与选择挡位一起进行的单个操作过程中进行，例如通过已经提到的方式：在选择杆为了挂入挡位或行驶挡位而进行摆动之前，通过按压选择件或者操作在选择件上安置的辅助换挡件。选择件在选择方向上克服最大力的情况下进行备选设置的摆动仅需要最小化的更多耗费的时间来进行不同行驶模式之间的切换。
与机动车的驾驶员如何在不同的行驶模式之间切换无关，电动驱动以及内燃机/电动混合式驱动优选被设计为，在操作方面尽可能类似于内燃机驱动。这尤其涉及离合器踏板的功能，该离合器踏板主要用于操作在驱动系中的内燃机和换挡变速器之间安置的离合器。在电动驱动时，离合器踏板也用于模拟机械离合器的功能。因此，例如当机动车在电驱动模式中启动和停止时，电动机的额定功率与速度有关地不仅能从油门踏板位置也能从离合器踏板位置获得。这优选通过综合特性曲线实现，该综合特性曲线与具有通过离合器踏板操作的离合器的内燃机驱动的车辆的综合特性曲线类似。尤其地，在此设置在更高的转速的情况下发生电动机的扭矩下降。此处所使用的综合特性曲线作为3D图表示出，其中为了控制混合动力驱动单元设置具有其他功能的连接装置。电动机的实际驱动数据能够反馈至电动机的控制电子装置中，以便形成控制回路。
如果在行驶时在电动行驶模式下压下离合器，例如为了向内燃机驱动切换，则通过如下方式模拟内燃机的特性，降低电动机的功率，在极端情况下降低至0。同样地，这样的设计方案是可行的，其中在电动行驶模式中即使在车辆停止时纯内燃机式的、通过传统的手动换挡方式换挡的车辆的特性被模拟。在此，当驾驶员要将车辆停车时，在正常行驶时踩下离合器踏板。这同样适用于电动行驶模式。如果驾驶员没有踩下离合器踏板，则会通过故意模拟生成的颠簸(Ruckeln)来指示驾驶员踩下离合器踏板。在此，这种颠簸能够直接通过机动车的电驱动生成。可选地或额外地，可行的是，生成可比较的声学信号。此外，相应的视觉信息能够向驾驶员指示。
一种用于驱动配备有混合动力驱动单元的机动车的方法，其特征在于，多个分别用于操作内燃机以及至少一个电动机而设的操作件在操作线路图中被操作，操作线路图在电动行驶模式与在内燃机行驶模式至少部分一致，其中电驱动以模拟内燃机驱动的方式被控制，这涉及在机动车的驱动系中被传递的功率与两个量转速和离合器踏板位置中的至少一者的相关性。
由于在不同的行驶模式之间的切换是由驾驶员来完成的，所以对牵引用蓄电池的电量状态的监控特别重要。例如，在低电量状态时自动给驾驶员视觉和/或声音指示，该指示请求切换至内燃机模式。只要电池的电量状态一直是充足的，则可允许保持电驱动或额外驱动，其中例如通过如下方式改变用于控制电动机而使用的加速踏板特性曲线，在特定的油门踏板下由电动机仅调出较少的功率。在加速踏板(在换低挡时)被完全踩下时，能够调出全部功率。
如果车辆的牵引用蓄电池几乎已被完全放电，则不再提供通过电动机进行的驱动支持。同时，电池通过内燃机尽可能快地被再次充电。电池的电量状态的相应的极限值表示还能够例如启动3次内燃机。可选的启动-停止自动装置优选根据电池电量状态运行。
不仅仅是选择件，机动车的显示单元优选被这样地设计，在电动驱动时和在内燃机驱动时以及在混合驱动时显示出实用性。
配备有混合动力驱动单元的机动车的显示单元在有利的设计方案中包括转速显示装置，该转速显示装置根据行驶模式显示内燃机的转速或电动机的转速。优选地，转速显示装置仅有一个指针。在此，指针可以是如在同传统的圆形仪表中的可摆动的指针，即能够机械运动的指针，或者是在显示器上的模拟圆形仪表的指针表示。指针的位置能够显示在单个刻度上或者多个刻度上。在单个刻度的情况下，指针的位置在转速范围上延伸，该转速范围足够覆盖内燃机驱动和电动驱动。如在转速表常见的，例如可以使用数字作为刻度标签，数字分别与特定因数相乘，以便得到转速(在每分钟内的转数)。用于电动驱动的因数和用于内燃机驱动的因数可以是不同的。在此，为了满足驾驶者的习惯，针对内燃机驱动优选平滑的或整数的10的乘方(幂)，即10、100或1000作为因数，而用于电动驱动考虑其他因数，例如1.5倍或2倍的10的乘方。
备选地，使用适用于在不同的行驶模式中的转速显示装置的读取的不同的因数，能够使用在每种行驶模式中相同的、能够以相同的方式读取的转速显示的刻度，其中刻度的最大值与能够达到较高的转速的驱动一致，通常是电驱动。转速表的红色范围能够用于不同的特定驱动方式的行驶模式通过不同的形式来识别。例如，当由第一行驶模式向其他行驶模式切换时，数字和刻度标记的颜色表示被改变。
如果启动内燃机，用来进行由电动行驶模式向内燃机行驶模式的切换，则转速显示也会尽可能快地切换。这也适用于内燃机驱动被电气辅助的情况。在车辆行驶时，当驾驶员在向内燃机行驶模式换挡期间进行挡位的选择时，优选给出驾驶员换挡建议的指示。同时地，内燃机的转速能够自动地以这样的方式进行调整，使转速至少近似地与行驶速度和要选择的挡位相匹配。通常，向内燃机行驶模式的切换以及换挡变速器的挡位的手动选择也意味着能够在转速显示上读取的相比之前电驱动模式的转速跳跃。在转速显示的关于电驱动的显示模式与关于内燃机的显示模式之间的过渡优选是平滑的。尤其地，低转速在此在内燃机启动时被抑制，使在不同的驱动模式之间的切换在读取转速显示时与传统的手动变速器或自动变速器的换挡过程相比能够被读取为单个的短暂的转速跳跃。尤其地，在行驶模式之间进行切换时转速显示不会下降至0。
尤其地，在内燃机驱动模式中能够给出驾驶员换挡建议，该换挡建议除了显示具体建议的挡位之外还给出附加信息。可能的附加信息是剩余加速潜能，该剩余加速潜能在特定速度下对应特定的挡位。同样地，可以是关于环保和车辆动力学方面选择挡位的建议。通过容易检测的方式，例如表示在当前车速时能够选择的挡位的数字通过不同的方式通过颜色来区分，其中每种颜色代表特定的行驶特征-例如由“运动模式”经由“正常模式”至“环保模式”。由于不断改变的车辆速度和/或稳定改变的环境条件，例如街道的增加或减少的坡度，挡位建议自然也会改变。这种改变在换挡建议中优选以向左或向右游走的数字的形式出现，数字显示在当前情况下能够选择的挡位。换挡建议能够补充显示建议从内燃机驱动向电动驱动的切换。
附图说明
下面参照附图更详细地阐述本发明的多个实施例。附图为：
图1是混合动力车辆的手动换挡的组件的立体图，
图2是类似于图1的混合动力车辆的手动换挡的选择件的另外的变形方案的立体图，
图3是根据图2的手动换挡的换挡线路图，
图4是混合动力车辆的另外的换挡线路图，
图5是手动换挡的操作件的物理势能的位置相关性的示意图，
图6是混合动力车辆的换挡线路图的另外的变形方案，
图7是属于根据图6的换挡线路图的力变化曲线的图，
图8是混合动力驱动单元的综合特性曲线，该综合特性图示出油门踏板位置和离合器踏板位置的额定电动机功率的相关性，
图9是用于阐明在混合动力车辆中的电动机的控制的图，
图10是混合动力车辆的换挡装置中的锁止机构，
图11是类似于图10的混合动力车辆的换挡变速器中的锁止机构的另外的设计方案的图示，
图12-17是在混合动力车辆中的转速显示装置的不同的变形方案，
图18是混合动力车辆中的不同的真实的以及所显示的转速变化曲线的图，
图19是在手动换挡的混合动力车辆中的换挡建议显示装置的第一变形方案，
图20是在手动换挡的混合动力车辆中的换挡建议显示装置的第二变形方案。
具体实施方式
在下面描述的混合动力驱动系统的所有变形方案是关于机动车，该机动车具有内燃机驱动装置以及电动式驱动装置，其中内燃机驱动装置能够例如是汽油发动机或者柴油发动机，以及电动式驱动装置能够是单个电动机或多个电动机。机动车，即混合动力车辆的内燃机驱动的轴可以与电动驱动的轴相同。替选地，车辆的第一轴仅被内燃机式地驱动并且车辆的第二轴仅被电动式地驱动。在任何情况下，整体上用7标识的机动车具有手动换挡变速器，手动换挡变速器的前进挡用1-6标识。将在下面进一步详细阐述的、同样在机动车7的电驱动中具有作用的换挡线路图用SC标识。在最简单的情况下，机动车7的混合驱动系统提供两个行驶模式，即电动行驶模式和内燃机行驶模式。在这两个行驶模式之间的切换是手动进行的。
图1示出机动车7的高度简化的内部视图，其中换挡线路图SC通过虚线来表示并且部分被标记。此外，在机动车7的内部空间中能够观察到不同的操作件8、9、10、11，即油门踏板8，油门踏板通常也被称为加速踏板，制动踏板9，离合器踏板10以及能够手动操作的选择件11，选择件通常也被称为变速杆，机动车7的换挡机构。选择件11通常位于机动车7的用12标识的中控台上。辅助换挡件13被设计为环绕选择件11的杠杆的环(正如通过双箭头所示)，能够在选择件11的纵向方向上(即，在基本上垂直的方向上)手动地抵抗弹簧力移动。在图1中绘制的被提供用于在内燃机行驶模式中进行机动车7的换挡变速器的操作的换挡线路图SC也部分地适用于电动行驶模式。选择件11的在电动行驶模式中的中间位置与内燃机行驶模式中的中间位置相同。从该中间位置或空转位置开始能够通过通常的方式(从具有内燃机的手动换挡的车辆的驾驶员的视角看)例如挂入第一挡位。第一前进挡位对应通用的换挡线路图H也位于图1中绘制的示例中的左前方。在相同位置上，在车辆7的换挡线路图SC中还能够观察到用E标记的电前进挡位。驾驶员选择使用机械前进挡位1或电挡位E以用于行驶。通常，在机动车7的牵引用蓄电池充电充足的情况下，推荐使用电挡位E。如在传统的车辆中选择第一挡位一样，驾驶员通过将选择件转动至用E/1标识的位置中来选择电挡位E。同样如在传统的纯内燃机驱动的车辆中常见的一样，为了行驶，驾驶员对离合器踏板10与油门踏板8一起进行操作，这还将根据图8和图9进行更详细地说明。
为了保护电池，例如考虑根据图1设计的机动车7的纯内燃机式的行驶。在这种情况下，能够将相应的需要使用机械前进挡位1的信息显示给驾驶员。同样可能的是，前进挡位1被设计越野挡位的设计方案。在任何情况下，都可通过驾驶员有针对性地选择内燃机驱动模式。这在根据图1的示例中通过如下方式实现，驾驶员拉动辅助换挡件13并接着将选择件11摆动至E/1标识的位置中。如果在之后的时间点需要切换回电行驶的行驶模式，则在此将辅助换挡件13推压回它原始的位置。在内燃机驱动模式中，如在手动换挡的机动车中常见的情况，在前进挡1-5之间的切换时都相应地操作离合器踏板10。此外，对离合器踏板10进行操作，用来从电动模式向内燃机模式(或者反过来)切换，如还将根据图4-图7进行阐述。根据混合动力驱动系统和电池充电状态的设计方案能够在内燃机驱动模式中设置电气辅助装置，该电气辅助装置在机动车7的驱动功率中占显著比例，根据行驶状态占到超过50％。
图2和图3涉及具有相对图1修改的换挡线路图SC的混合动力驱动系统的实施方式。在此，原则上是已知的换挡线路图H。但是缺少辅助换挡件13。取而代之的可能性是，选择件11通过拉或推压在它的(如在图2中通过双箭头表示的)纵向方向上被移动。不管是在电动行驶模式中还是在内燃机行驶模式中，电行驶挡位E和/或者第一前进挡位都位于换挡线路图SC中的左前方。按照标准，在电池电量充足的情况下，电挡位E被选择用于行驶。为了能够在特殊情况下以机械的第一挡位行驶，选择件11首先被推压并接着向前摆动。垂直俯视选择件11，选择件11的位置E恰好在位置“1”之上，在该位置中挂入第一前进挡位。相应地适用于机动车7在倒车行驶时选择件11的仅在图3中标识的可能的位置：如在前进方向行驶的情况一样，在倒车行驶时按照标准选择电动行驶模式。行驶挡位“电动倒车”如在图3中所示位于换挡线路图SC中，位于电行驶挡位E的左边。与挂入第一机械前进挡位类似，能够通过推压选择件11挂入附加的机械倒车挡位R。在换挡线路图SC中，同样如机械前进挡位1位于电行驶挡位E的下方，机械倒车挡位R位于电倒车挡位RE的下方。因此，换挡线路图SC在电动行驶模式下与在内燃机行驶模式下部分地重叠。
如果在根据图1-图3的实施例中在车辆运行时以及在电动的行驶模式时选择的是电行驶挡位E，则混合动力驱动系统的特性还与机动车7的速度有关。在电行驶挡位E被选择的情况下，当速度超过临界速度(例如10km/h)时，立即启动机动车7的内燃机。这样实现了向内燃机行驶模式的特别快速的切换。在电行驶挡位E被选择的情况下，如果车辆的速度相反地、比所述临界速度小，则机动车7的内燃机保持停止运行。该过程例如发生在车辆滑行时，例如在红灯处。在这种情况下，在挂入用于内燃机驱动的机械挡位时才启动内燃机。
图4和图5示出混合动力驱动系统的另外的实施例，在该实施例中能够在内燃机的和电的驱动模式之间进行手动换挡。换挡线路图SC以本身已知的方式包括中间位置，在该中间位置中选择件11能够从左向右摆动。在图5中还象征性地示出弹簧机构如何在机动车7的换挡变速器中使用以及如何作用在选择件11上，图5示出(机械的)势能V与选择件11的位置的相关性，其中能够实现向单个挡位的切换的单个路径用Ga标识。明显可以观察到端部止挡EA，在端部止挡处势能V陡峭地上升，这连同操作力一起极端上升。在端部止挡EA中的一者上或在两个端部止挡EA上位于换挡线路图SC中的换挡点，该换挡点也被称为切换点TP，并且能够实现在机动车7的电动运行和内燃机运行之间的换挡过程。根据图5所示的实施例与根据图4的实施例通过额外的第六挡位和切换点TP的不同布置来进行区分。
如在根据图1-图3的实施例中一样，在根据图4和图5的实施例中用于电动行驶模式的与用于内燃机行驶模式的换挡线路图SC部分地重叠，其中尤其是选择件11在电动行驶模式中的位置RE与在内燃机行驶模式的位置R一致，并且位置1E与位置1一致。切换点TP位于换挡线路图SC的在其他情况下不会被使用的位置处，由此避免在电动行驶模式和内燃机行驶模式之间的意外换挡过程。
根据图6和图7的实施例在修改的换挡线路图SC的情况下通过如下方式与根据图4和图5的设计方案区别开，切换点TP能够可知地作为最大力，大于该最大力能够将选择件11摆动离开。因此，用户得到关于是否在电动行驶模式和内燃机行驶模式之间已进行换挡过程的明确的反馈。与图5的区别是，在图7中没有势能或能量级，而是示出带符号的，即与方向有关的力F，通过该力使选择件11能够在路径Ga之间摆动，直至到达切换点TP。力F也可以被表示为与位置相关的势能V(对比图5)的导数：F＝dV/dx，其中在这种情况下沿着用换挡路径Ga标记的轴线测量位置x。
图8示出被用来控制机动车7的电动驱动装置的综合特性曲线。在此，油门踏板8的位置被标记为油门踏板位置GS，离合器踏板10的位置被标记为离合器踏板位置KS，以及机动车7的电动机的额定发动机功率用ML(S)表示。机动车7的离合器的闭合与离合器踏板位置KS从0％(离合器10被踩下)到100％(脚离开离合器踏板10)的变化相一致。此外，在纯电动行驶模式中，如从图8中已知，离合器踏板10的位置对电动驱动装置的控制产生影响。这也适用于在通过对离合器踏板10的操作实际上没有操作机械离合器的情况。通过在图8中简化示出的综合特性曲线更多地模拟出电动驱动装置的特性，该电动驱动装置的特性与内燃机驱动装置的特性类似。机动车7的驾驶员因此能够在电动驾驶时以使他熟悉的驾驶内燃机驱动的机动车的方式来操作操作件8、9、10、11。这也适用于在机动车7以内燃机驱动与电动驱动相结合的模式被驱动的情况。此外，机动车7的电动机在离合器闭合状态(即，离合器踏板位置KS＝100％)中的特性具有这样的特点，与常规的内燃机具有相同的特征。尤其地，电动机的扭矩能够被减少以达到高转速。此外，电动发动机的辅助能够在特定的行驶状态中在时间方面被限制。例如，在加速过程中，向机动车7的驱动系输入代表增强功能的额外的电功率，其中在随着时间的推移再次减弱这种电气辅助。在机动车7中能够通过驾驶员调节电气辅助的特性。这也适用于在其他内燃机运行中的行驶过程的电气辅助。
基于油门踏板位置GS和离合器踏板位置KS对机动车7的电动驱动的控制的特征也能够从图9中看出。因此，油门踏板位置GS与机动车速度v一起按照综合特性曲线进行处理。可选地，如在图9中所示，随后连接有预处理单元15，该预处理单元包括控制功能。预处理单元15输出所谓的平滑的或线性的G-系数作为输出信号。同时，由离合器踏板位置KS导出所谓的K-系数，该K-系数同样如平滑的或线性的G-系数被导入连接单元16中。从这里引导出机动车7的电驱动的额定发动机扭矩MT(S)，其中额定发动机扭矩MT(S)的值被输入功率电子装置17中，该功率电子装置控制用18标识的机动车7的电动机。代替单个电动机18，机动车7还可以包括多个电动机18，这些电动机例如分别驱动机动车7的轴或单个车轮。可选地，如在图9中通过虚线所示，在电动机18上检测的值返回至功率电子装置17，以便在此处还能够闭合控制回路。其他数据，例如电池充电状态，能够以未示出的方式流入功率电子装置17。
图10和图11示出用19标识的锁止机构的不同的设计方案，该锁止机构的特征在于，具有与换挡方向有关的锁定特性。在此，可通过选择件11操作的换挡拨叉23能够绕着转向轴SW摆动，以便在电动行驶模式和内燃机行驶模式之间进行切换。换挡拨叉23与解锁致动器21配合，该解锁致动器被固定在机动车7的换挡变速器的变速器壳体20内。锁止机构19在这两种情况下被这样地设计，使换挡拨叉23朝向电动行驶模式方向(在图10和图11中分别通过弯曲的方向向下的箭头来表示)的摆动是不可能的或仅在克服大的阻力的情况下是可能的。为此，在图10的示例中，在换挡拨叉23的端部上弹性地铰接有杆件24，该杆件与能从解锁致动器21中延伸出的锁销22接触。当杆件24在图10中所绘制的位置中抵靠锁销22施加锁定作用时，换挡拨叉23能朝相反方向(即，为了内燃机的运行)摆动，无需较大的作用力消耗。一种基本上能够相比较的功能在根据图11的实施例中这样地给出，锁定杆25可摆动地支承在解锁致动器21中，锁定杆直接与换挡拨叉23一起作用。但是，与根据图10的实施例不同的是，能够通过混合动力驱动单元的控制主动地改变锁定杆25的可摆动性。例如，锁定杆25和由此换挡拨叉23的摆动只有在当内燃机运行和电动运行之间进行切换的情况下离合器踏板10被踩下时才被释放。在第一行驶模式向第二行驶模式的切换时对机动车7的离合器进行操作的必要性与每个驾驶员的习惯相符，并且使不同的行驶模式之间的不期望的切换的可能性最小化。
图12-图17示出机动车7的分别用26标识的显示装置的不同的变形方案。显示装置26各包括转速显示器，转速显示器的指针用27标识以及转速显示器的刻度用28标识。此外，在显示装置26中还能够找到指示灯29，该指示灯指示机动车7处于内燃机驱动模式(ICE＝内燃机)还是处于电动驱动模式(ED＝电子驱动装置)。
在图12的示例中，显示装置26具有统一的适用于每种行驶模式的刻度28。当在内燃机行驶模式中时刻度28的数字与因数100相乘，以便得到转速在每分钟内的转数，而在电动行驶模式中使用因数150，以便得到精确的转数信息。发动机的转速相比转速范围的带宽有多高的问题通常比在机动车7的运行中转速的绝对值对于驾驶员来说占有更重要的位置。因此，即使驾驶员没有读取刻度28的数字只需提供观察指针27的位置就能获得可用的信息。转速表的红色范围以同样的方式适用于两种行驶模式，该红色范围在图12中从“60”(对应于内燃机运行中的6000转每分钟以及电动运行中的9000转每分钟)开始。
根据图13和图14的实施例与根据图12的实施例的区别是，刻度28包括内刻度30和外刻度31。在此，外刻度31适用于内燃机行驶模式并且内刻度30适用于电动行驶模式。在这两种情况下，在刻度30、31上的数字分别与因数100相乘，以便得到转速在每分钟内的转数。如果如图13所示内燃机行驶模式被选择，则配属的外刻度31被突出显示，尤其是通过照明或灯光，而内刻度30视觉上不突出，并且例如仅仅微弱或不可见的。类似于电动行驶模式(图14)，在该电动行驶模式中内刻度30在光线上被突出显示。
与根据图13和图14的实施例相同的是在根据图15和图16的实施例中发动机转速能够直接从显示装置26中读出。在刻度28上的转速表的红色范围根据所选的行驶模式是哪一种而改变。相比于内燃机，电动机的较高的转速能够直接在唯一的刻度28上读出。转速表的红色范围被称为刻度范围32。
在根据图17的实施例中，刻度范围32包括在内燃机运行中时的转速表的红色范围和在电动运行中时的转速表的红色范围。最后提到的范围被称为子范围33并且与其余刻度范围32(仅适用于内燃机运行)相比视觉上突出显示，即通过加宽标记。
在根据图18的图表中，不同的转速n(即用n-EM标识的电动机的转速、用n-VM标识的内燃机的转速以及在显示装置26上显示的转速n-A)作为时间t的函数。假设机动车7纯电地启动，并内燃机在稍后阶段启动，内燃机最终是机动车7的唯一的驱动装置。在切换范围UB中进行从显示装置26的关于电动机的显示至关于内燃机的显示的切换。内燃机的非常低的转速在显示装置26上被抑制，这样在电动行驶模式和内燃机行驶模式之间的切换的出现仅仅作为适当的转速跳跃，如由图18所示。即使在内燃机行驶模式向电动行驶模式的切换时显示装置26也能够显示可比较的特性。
图19和图20示出能够通过显示装置26(此处不再示出)给出的换挡建议SE的不同的变形方案。在图19的情况下，在不同的行驶的速度(10km/h-30km/h)时驾驶员不仅仅能够看到在相应的速度时选择哪个挡位是可行的，还能够看到在相应的挡位选择时存在哪个剩余加速潜能。与根据图19的简化的图示不同的是，显示换挡建议SE的显示条被设计为具有色彩，其中第一颜色(例如黄色)示出存在的剩余加速潜能。缺失的剩余加速潜能通过不同的颜色(例如绿色)示出，在图19中通过阴影的第二种形式来代替。
在根据图20的实施例中，显示不同挡位的数字的显示条不仅仅具有两种颜色，而是三种颜色，而在图20中再次通过不同的阴影来清楚地表示。在此，标记的第一形式(黄色；在图20中是点划线)表示正常的驾驶方式，标记的第二形式(绿色；在图20中是虚线)表示正常的驾驶方式以及标记的第三形式(蓝色；在图20中是交叉线)表示特别环保的驾驶方式。驾驶员在速度为20km/h时例如能够使车辆在第一挡位中特别运动式地行驶，在第二挡位中正常行驶或在第三挡位中特别资源节约式地行驶。在加速或减速过程中显示可能的挡位的数字穿过显示条。在挡位1、2和3以及其他挡位之间的切换通过机动车7的驾驶员通过离合器踏板10、油门踏板8和选择件11的配合的操作来实现，而与是纯内燃机还是电气辅助的行驶模式无关。
附图标记列表
1...6 前进挡位
7 机动车
8 油门踏板，加速踏板
9 制动踏板
10 离合器踏板
11 选择件
12 中控台
13 辅助换挡件
14 信号处理装置
15 预处理单元
16 连接单元
17 功率电子装置
18 电动机
19 锁止机构
20 变速器壳体
21 解锁致动器
22 锁销
23 换挡拨叉
24 杆件
25 锁定杆
26 显示装置
27 指针
28 刻度
29 指示灯
30 内刻度
31 外刻度
32 刻度范围
33 子范围
1E 在电动行驶模式中的第一挡位
E 电动行驶挡位
EA 端部止挡
ED 显示：电驱动
F 力
Ga 路径
GS 油门踏板位置
ICE 显示：内燃机驱动
KS 离合器踏板位置
ML(S) 额定发动机功率
MT(S) 额定发动机扭矩
n 转速
N 中间位置
n-A 转速显示
n-EM 电动机的转速
n-VM 内燃机的转速
R 倒车挡位
RE 电动倒车挡位
SC 换挡线路图
SE 换挡建议
SW 转向轴
t 时间
TP 切换点
UB 换挡范围
v 车辆速度
V 势能

Claims (10)

1.一种混合动力驱动单元，具有多个操作件(8、9、10、11)，每个所述操作件都用于操作内燃机或电动机(18)，所述混合动力驱动单元包括加速踏板(8)、离合器踏板(10)以及能够手动操作的、能够挂入不同的行驶挡位的选择件(11)，所述选择件能够按照在不同的行驶模式中至少部分一致的换挡线路图(SC)被操作。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动单元，其特征在于，所述选择件(11)设计为能够在换挡线路图(SC)“H”中操作的换挡杆。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力驱动单元，其特征在于，在所述选择件(11)上设有辅助换挡件(13)，所述辅助换挡件能够被操作来进行在不同的行驶模式之间的切换。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力驱动单元，其特征在于，所述选择件(11)被设置为，无需附加的操作件就能既用于挂入不同的行驶挡位，也能用于在不同的行驶模式之间进行切换。
5.根据权利要求4所述的混合动力驱动单元，其特征在于，所述选择件(11)能够在克服用于在不同的行驶模式之间进行切换所需的最大力的情况下，在与换挡方向一致的方向上移动。
6.根据权利要求5所述的混合动力驱动单元，其特征在于，与所述选择件(11)共同作用的锁定机构(19)被设计为，所述最大力的大小与在行驶模式之间的切换方向有关。
7.根据权利要求至1-6中任一项所述的混合动力驱动单元，其特征在于显示行驶模式的显示装置(26)。
8.根据权利要求7所述的混合动力驱动单元，其特征在于，所述显示装置(26)包括指针(27)，所述指针分别在不同的行驶模式中显示发动机转速。
9.根据权利要求8所述的混合动力驱动单元，其特征在于，所述显示装置(26)包括适用于不同的行驶模式的刻度(28)。
10.一种用于驱动混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆包括多个操作件(8、9、10、11)，其中每个所述操作件都用于操作内燃机或至少一个电动机(18)，其中，操作线路图在电动行驶模式中与在内燃机行驶模式中至少部分相一致，在所述操作线路图中操作所述操作件(8、9、10、11)，并且以模拟内燃机驱动的方式控制至少一个电动机(18)，模拟内燃机驱动的方式涉及被传递的功率与两个变量，转速和离合器踏板位置(KS)中的至少一者的相关性。
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