CN113260529B - 用于提供单踏板感觉和/或爬行功能的控制单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的控制单元，该机动车包括至少一个用于驱动车辆的一个或多个车轮的电机和至少一个摩擦制动器。所述控制单元构造用于，确定应通过车辆的加速踏板提供单踏板感觉功能和/或通过车辆的制动踏板提供爬行功能。此外，控制单元构造用于，至少暂时组合地运行电机和摩擦制动器以提供单踏板感觉功能和/或爬行功能。

Description

用于提供单踏板感觉和/或爬行功能的控制单元
技术领域
本发明涉及一种至少部分电驱动的机动车。尤其是，本发明涉及机动车借助单踏板感觉和/或爬行功能在停车、驻车和/或起动过程中的运行。
背景技术
至少部分电驱动的车辆、尤其是电池运行的电动车辆(BEV)或电动车轴耦合的混合动力车辆包括构造用于驱动车辆的电机。电机也可用于使车辆减速。
为了提高驾驶舒适性，有利的是在车辆中提供所谓的“单踏板感觉”功能，在该单踏板感觉功能下车辆的加速和减速都可在不操作制动踏板的情况下通过车辆的加速踏板来实现。替代地或补充地，有利的是即使在(必要时纯)电驱动的车辆中车辆也能够在相对低的行驶速度下爬行。在此，应(仅)通过车辆的制动踏板以舒适的方式来降低车辆的爬行速度。这种单踏板感觉功能和/或这种爬行功能尤其是在相对低的行驶速度(如15km/h或更低或10km/h或更低)下有利于停车、驻车和/或起动过程。
发明内容
本文涉及在至少部分或完全电驱动的车辆中实现舒适和/或能量高效的单踏板感觉功能和/或爬行功能的技术任务，尤其是当车辆在倾斜的道路上运行时。
根据一方面，描述了一种用于机动车(如用于轿车、卡车或客车)的控制单元。该车辆包括至少一个用于驱动车辆的一个或多个车轮或用于驱动车辆的一个或多个车轴的电机。此外，该车辆包括至少一个(尤其是踏板解耦的)摩擦制动器，该摩擦制动器构造用于对车辆进行制动并且尤其是对车辆的所述一个或多个车轮进行制动。换句话说，摩擦制动器必要时可以是能独立于车辆的制动踏板运行的。尤其是可这样构造摩擦制动器，使得即使在不操作制动踏板的情况下也可操作摩擦制动器(以便产生制动力矩)。此外，可这样构造摩擦制动器，使得即使操作制动踏板，摩擦制动器如有可能也不被操作(并且因此也不产生制动力矩)。这例如可以是所谓的“线控制动”摩擦制动器。
控制单元可构造用于确定应通过车辆的加速踏板提供单踏板感觉功能和/或应通过车辆的制动踏板提供爬行功能。单踏板感觉功能可以使车辆驾驶员能(在不操作制动踏板的情况下)通过改变加速踏板的偏转来加速或减速车辆。尤其是可以使车辆驾驶员能通过将加速踏板的偏转减少到零(即通过将脚从加速踏板上移开)来使车辆减速至静止状态。因此，通过单踏板感觉功能可实现车辆的舒适的停车和/或驻车过程。
爬行功能可使车辆驾驶员能在不操作加速踏板的情况下以特定的相对低的(最大)爬行速度(如10km/h或更低)纵向引导车辆。然后制动踏板可用于(在不操作加速踏板的情况下)进一步降低车辆的爬行速度(必要时直到车辆的静止状态)。因此，可以使(必要时纯)电驱动的车辆的驾驶员能够使用在内燃机驱动的车辆中已知的爬行(该爬行由内燃机的怠速转速引起)。
车辆可具有用户接口(其例如具有一个或多个开关或按钮)，其使车辆驾驶员能够激活或停用单踏板感觉功能和/或爬行功能。因此可基于车辆用户接口上的设置来确定是否应提供单踏板感觉功能和/或爬行功能。
此外，控制单元可构造用于至少暂时组合地运行电机和摩擦制动器，以提供单踏板感觉功能和/或爬行功能。通过组合使用车辆的电机和摩擦制动器来提供单踏板感觉功能和/或爬行功能可提高车辆的舒适性和/或能量效率。
控制单元可构造用于，求取与车辆正在行驶的道路的坡度相关的坡度信息。坡度信息例如可借助车辆的坡度传感器来确定。坡度信息尤其是可表明作用到车辆上的斜坡倾斜力(并因此改变车辆的加速或减速特性)。
此外，控制单元可构造用于，根据坡度信息运行电机和/或摩擦制动器，以便提供单踏板感觉功能和/或爬行功能。在此，电机和/或摩擦制动器尤其是可这样运行，使得在单踏板感觉功能运行时和/或在爬行功能运行时至少部分地补偿道路的坡度。换句话说，电机和/或摩擦制动器可这样运行，使得在单踏板感觉功能和/或爬行功能运行时车辆即使在倾斜的道路上行驶也基本上表现得车辆好像在水平道路上行驶。通过考虑坡度信息可在单踏板感觉功能和/或爬行功能运行时进一步提高车辆的舒适性和/或能量效率。
控制单元可构造用于，在爬行功能的范围中根据坡度信息这样运行电机和/或摩擦制动器，使得在未操作加速踏板并且未操作制动踏板的情况下车辆至少在有限的坡度范围内与道路的坡度无关地以特定的(最大)爬行速度行驶。在此，有限的坡度范围可被限制于数值为7％或更小或5％或更小的坡度。在有限的坡度范围之外，可至少部分或完全放弃对道路坡度的补偿。通过在有限的坡度范围内补偿道路的坡度可提供特别舒适的爬行功能。
替代地或补充地，控制单元可构造用于在单踏板感觉功能的范围中根据坡度信息这样运行电机和/或摩擦制动器，使得在未操作制动踏板的情况下在离开加速踏板时车辆至少在有限的坡度范围内减速至静止状态并保持在静止状态中。车辆的减速在此能够以统一的时间减速曲线进行，该减速曲线(基本上)与道路的坡度无关。替代地，车辆的减速能以与道路的坡度有关的减速曲线进行。在有限的坡度范围之外可至少部分或完全放弃对道路坡度的补偿。通过考虑坡度信息可提供特别舒适的单踏板感觉功能。
控制单元可构造用于，为了提供单踏板感觉功能求取与车辆的加速踏板的偏转相关的偏转信息，此外，可基于偏转信息确定车辆应减速。尤其是可通过减少加速踏板的偏转引起车辆减速。电机和摩擦制动器两者则能以协调的方式运行，以使车辆减速。通过借助电机和摩擦制动器以协调的方式使车辆减速可提高车辆的舒适性和能量效率(尤其是在倾斜的道路上行驶时)。
控制单元可构造用于，根据偏转信息求取应在单踏板感觉功能的范围内提供的设定减速力矩(以便例如将车辆减速直至进入静止状态和/或将车辆保持在静止状态中)。
可确定设定减速力矩出于技术原因和/或效率原因至少部分地不能由电机提供。尤其是可确定设定减速力矩超过可由电机技术地或以能量高效方式产生的最大力矩。然后，响应于此地，可使摩擦制动器产生制动力矩，以便(至少部分地或正好)提供设定减速力矩的出于技术原因和/或效率原因不能由电机提供的部分。摩擦制动器因此可用于补偿电机的技术限制和/或效率限制，以提高单踏板感觉功能的舒适性和/或能量效率。
控制单元可构造用于基于与加速踏板的偏转相关的偏转信息确定车辆应减速至静止状态。然后可求取应由电机和/或摩擦制动器随时间提供以使车辆减速至静止状态的设定力矩的时间曲线。设定力矩在此可取决于与道路坡度相关的坡度信息。
此外，控制单元可构造用于，求取能由电机技术地提供的减速力矩的第一时间曲线，和/或求取能由电机以能量高效方式提供的减速力矩的第二时间曲线。然后根据设定力矩的时间曲线并且根据第一时间曲线和/或第二时间曲线确定停车和/或驻车期间的一个或多个时间间隔，在这些时间间隔中，摩擦制动器附加于电机或代替电机被激活，以使车辆进入静止状态或保持在静止状态中。摩擦制动器因此可用于在实现时间减速曲线时补偿电机的技术限制和/或效率限制，以提高单踏板感觉功能的舒适性和/或能量效率。
控制单元可构造用于，为了提供爬行功能求取与车辆的制动踏板的偏转相关的偏转信息。此外，控制单元可构造用于，根据所述偏转信息在爬行力矩和最小力矩之间改变由电机提供的驱动力矩，在爬行力矩下车辆具有最大可能的爬行速度，在最小力矩下车辆具有相对于最大可能的爬行速度减小的行驶速度或车辆静止。在此，爬行力矩和/或最小力矩可取决于坡度信息。最小力矩必要时也可以为负值(例如下坡行驶时)。
制动踏板的操作因此可用于改变由电机在爬行功能的范围内提供的驱动力矩。因此，必要时可(在不激活车辆的摩擦制动器的情况下)仅通过改变电机的驱动力矩改变车辆的爬行速度(通过改变制动踏板的偏转，而不操作加速踏板)。因此能以特别能量高效的方式在(必要时纯)电驱动的车辆中提供爬行功能。
控制单元可构造用于，只有在与制动踏板的偏转相关的偏转信息表明车辆的行驶速度应比以最小力矩能达到的行驶速度更慢时和/或只有在与制动踏板的偏转相关的偏转信息表明车辆应保持在静止状态中时才(在爬行功能的范围内)激活摩擦制动器，以产生制动力矩。因此可进一步提高爬行功能的舒适性和/或能量效率。
控制单元可构造用于，预测车辆的驾驶员再次操作加速踏板以使车辆从车辆的静止状态再次加速的时间点。因此可预测起动过程的时间点。例如可基于与车辆环境相关的环境数据来预测时间点。例如环境数据可表明位于车辆前方的前方车辆。如果识别出前方车辆正在起动，则可由此推断车辆的驾驶员将在不久的将来操作加速踏板以加速车辆(即开始起动过程)。如果预测到起动过程或起动时间点，则已经可提前(为产生驻车力矩)从摩擦制动器过渡到电机，以实现舒适的起动。
此外，控制单元可构造用于，根据所预测的时间点使用摩擦制动器(必要时附加于和/或代替电机)，以使车辆转变到静止状态和/或保持在静止状态中。尤其是可基于所预测的重新起动的时间点确定是出于舒适性或效率的原因激活摩擦制动器有利，还是仅通过电机减速或驻停有利。通过预测重新起动的时间点可进一步提高车辆的舒适性和/或能量效率。
此外，控制单元可构造用于，根据所预测的时间点确定是否至少部分地从电机转移到摩擦制动器，和/或根据所预测的时间点求取再次从摩擦制动器切换回电机的时间点。因此可提高车辆的舒适性。
替代地或补充地，控制单元可构造用于，预测驾驶员是否想要停车。此外，可预测停车时间点和/或停车持续时间。然后可根据是否预测到驾驶员是否想要停车和/或根据停车时间点和/或停车持续时间来选择适合的停车场景。例如可根据所预测的信息决定是否过渡到摩擦制动器或继续(必要时仅)通过电机制动(例如因为仅预测到相对短的停车过程并且因此应实现舒适的重新起动)。
控制单元可构造用于，求取与车辆的用户有关、尤其是与驾驶员相关的用户信息。用户信息例如可表明车辆的用户是否想要使用单踏板感觉功能和/或爬行功能。替代地或补充地，用户信息可表明车辆的用户关于即将来临的驾驶操纵(尤其是关于重新起动)的意图。替代地或补充地，用户信息可表明用户在能量效率或舒适性方面的偏好。
控制单元可构造用于，根据用户信息运行电机和摩擦制动器，尤其是以便提供单踏板感觉功能和/或爬行功能。因此可进一步提高用户的舒适性。
根据另一方面，描述了一种(道路)机动车(尤其是轿车或卡车或客车)，其包括本文中描述的控制单元。此外，机动车可具有至少一个用于驱动车辆的电机。另一方面，机动车必要时可不具有用于产生用于驱动车辆的驱动力矩的内燃机。
根据另一方面，描述了一种用于本文中描述的控制单元的相应方法。
根据另一方面，描述了一种软件(SW)程序。该软件程序可构造用于在处理器上(例如在车辆的控制器上)执行并由此实施本文中描述的方法。
根据另一方面，描述了一种存储介质。该存储介质可包括软件程序，该软件程序构造用于在处理器上执行并由此实施本文中描述的方法。
应指出，本文中所描述的方法、装置和系统不仅可单独，而且也可结合其它本文中所描述的方法、装置和系统来使用。另外，本文中所描述的方法、装置和系统的任何方面能以多种方式相互组合。
附图说明
下面参考实施例详细描述本发明。附图中：
图1示出至少部分电驱动的车辆的示例性部件；
图2示出位于倾斜的道路上的示例性车辆；
图3a和3b示出在停车、驻车和/或起动过程中车辆的不同运行参量的示例性的时间曲线；和
图4示出用于运行车辆的示例性方法的流程图。
具体实施方式
如开头所述，本文涉及提供至少部分和/或暂时完全电运行的车辆的单踏板感觉功能和/或爬行功能。就此而言，图1示出车辆100的示例性部件。车辆100包括电机105，其构造用于必要时经由变速器108来驱动车辆100的一个或多个车轴104和/或车轮109。电机105可借助电能蓄存器110的电能运行。
另一方面，电机105也可用于使车辆100减速。在此，电机105尤其是可作为发电机运行，其由车辆100的所述一个或多个车轮109驱动。此外，车辆100通常具有一个或多个用于车辆100的一个或多个车轮109的摩擦制动器102。在此，摩擦制动器102构造用于向车辆100的车轮109施加制动力矩，以便制动车辆100和/或抵抗车辆100的推进力、如抵抗作用到车辆100上的斜坡从动力。
车辆100通常包括加速踏板107，其可由车辆100的用户操作，以使电机105向车辆100的一个或多个车轮109施加驱动力矩。此外，车辆100通常包括制动踏板106，其可由车辆100的用户操作，以使一个或多个摩擦制动器102向车辆100的一个或多个车轮施加制动力矩。
为了提高驾驶舒适性，有利的可以是，通过加速踏板107提供所谓的“单踏板感觉”。在此，车辆100的用户在“单踏板感觉”功能的范围内可通过减少加速踏板107的偏转将制动力矩施加到车辆100的一个或多个车轮109上。通过增加加速踏板107的偏转通常可将驱动力矩施加到车辆100的一个或多个车轮109上和/或减小制动力矩。尤其是在此可仅通过操作加速踏板107(并且不操作制动踏板106)来引起车辆100的加速和(主动)减速。在此，驱动力矩和制动力矩必要时可仅通过电机105产生(并且必要时不通过使用所述一个或多个摩擦制动器102)。
替代地或补充地，可在车辆100中提供可控爬行，以便在以相对低的行驶速度(如10km/h或更低或5km/h或更低)行驶时增加车辆100用户的驾驶舒适性。用于爬行的驱动力矩在此可(至少部分或完全地)由电机105产生。爬行功能可用于模拟借助内燃机驱动的车辆100的爬行功能。
用户可通过操作制动踏板106来降低爬行速度。尤其是可通过操作制动踏板106使所述一个或多个摩擦制动器102将制动力矩施加到车辆100的所述一个或多个车轮109上，以降低车辆100的爬行速度。
车辆100可通过车辆100的用户接口(如通过驾驶体验开关)将车辆100置于“单踏板感觉”模式和/或“爬行”模式，以便提供“单踏板感觉”功能和/或“爬行”功能。
尤其是当在倾斜的道路上行驶时，仅基于电机105提供单踏板感觉功能可能在能量上是低效的和/或不舒适的。类似地，尤其是当在倾斜的道路上行驶时，仅基于所述一个或多个摩擦制动器102来调整车辆100的爬行速度可能在能量上是低效的和/或不舒适的。
图2示出一种示例性驾驶情况，在该驾驶情况中，车辆100在倾斜的、尤其是下降的道路202上接近停车标志203。此外，图2示出道路202的倾斜角或坡度201。本文中描述的方面以下降的道路202为例来描述，但可相应地应用于上升的道路202。
车辆100的驾驶员可使用单踏板感觉功能和/或爬行功能，以便以舒适的方式将车辆100引导至停车标志203，尤其是使车辆100在停车标志203处进入静止状态，以使车辆100驻停在停车标志203处，并且必要时随后再次加速车辆100。在此，车辆100的行驶特性受到道路202的坡度201影响、尤其是受到由此作用到车辆100上的斜坡倾斜力影响。这尤其是在停车过程、驻车过程和/或起动过程中导致单踏板感觉功能和/或爬行功能受到负面影响。
图3a示出车辆100在使用单踏板功能时在斜坡上的停车过程中的不同车辆参量的示例性的时间曲线。尤其是图3a示出车辆100的过滤后的驾驶员期望的示例性的曲线311作为时间300的函数。过滤后的驾驶员期望在此表示应由车辆100的一个或多个执行器105、102对车辆100施加的(正或负)设定力矩，以便例如使车辆100进入静止状态和/或保持在静止状态中。
在时间点301，车辆100的驾驶员将脚从加速踏板107上移开并因此(在单踏板感觉功能的范围内)发信号指示车辆100应进入静止状态。出于舒适性原因，数字的驾驶员期望(通过将脚从加速踏板107移开表明)能够以经过滤的形式实现，以实现车辆100的舒适的制动。过滤后的驾驶员期望的曲线311表明驱动力矩如何平滑地减小并且随后(负)减速力矩平滑地增加，以使车辆100停车。最后，过滤后的驾驶员期望的曲线311趋近于特定的恒定减速力矩，以补偿作用到车辆100上的斜坡从动力并由此使车辆100驻停在固定位置上。
图3a示出在使用过滤后的驾驶员期望的时间曲线311时(即在使用车辆100的预定的设定力矩的时间曲线311时)车辆100的行驶速度的示例性的时间曲线312。
如上所述，在单踏板感觉功能的范围内，减速力矩优选由(作为发电机运行的)电机105产生。因此，当车辆100减速时，电能可被回收并存储在车辆100的电能蓄存器110中。可由电机105提供的最大可能的减速力矩在此可取决于车辆100的一个或多个运行参数。可影响电机105所能提供的最大减速力矩的示例性运行参数是：
-电能蓄存器110的荷电状态；
-电能蓄存器110的最大充电功率；
-电机105的温度；
-电机105的微调；和/或
-电机105的转速。
图3a示出可由电机105提供的最大减速力矩的示例性的时间曲线313。可以看出，在时间点302和303之间可提供的最大减速力矩的大小不足以实现过滤后的用于车辆100减速的驾驶员期望(通过时间曲线311表示)。尤其是在斜坡上停车时会出现这种情况。
车辆100的控制单元101可构造用于检测出电机105的可提供的最大减速力矩不足以在单踏板感觉功能的范围内实现过滤后的驾驶员期望。随后可自动激活车辆100的一个或多个摩擦制动器102，以便至少部分地(优选完全地)闭合过滤后的驾驶员期望和可提供的最大减速之间的空隙314。因此，即使在倾斜的道路202上也可实现舒适的单踏板感觉功能。
图3b示出针对随后的驻车过程和此后的起动过程的图3a的车辆参量。如上所述，可通过电机105产生减速力矩，该减速力矩抵抗作用在车辆100上的斜坡倾斜力并因此将车辆100驻停在固定位置上。尤其是在使用需要电能来在机器105的转子中产生磁场的他励电机105时，在车辆100的驻车状态中通过电机105产生减速力矩导致能量消耗。因此，借助于电机105驻停车辆100导致车辆100的能量消耗增加。因此，出于能量效率的原因有利的可以是，附加于或替代于电机105而激活车辆100的所述一个或多个摩擦制动器102，以使车辆100减速和/或驻停车辆100。此外，尤其是在电能蓄存器110的荷电状态相对低时，不能可靠地确保借助于电机105驻停车辆100。通过使用车辆100的所述一个或多个摩擦制动器102可提高驻车过程的可靠性。
图3b示出的示例性效率曲线315作为时间300的函数。效率曲线315表示能以能量高效和/或无损失的方式(通常根据车辆100的行驶速度)产生的最大可能的减速力矩。从图3b中可以看出，效率曲线315在时间点304关于待提供的力矩与过滤后的驾驶员期望相交，因此从时间点304开始，仅使用电机105提供减速力矩就车辆100的能量效率而言不是最佳的。
车辆100的控制单元101可构造用于检测电机105不再能够至少以能量中性的方式供应待提供的减速力矩的情况。随后可使车辆100的一个或多个摩擦制动器102至少部分地产生待提供的减速力矩。在图3b所示的示例中，在区域317中由车辆100的一个或多个摩擦制动器102提供待提供的减速力矩。区域317在此可位于在时间点304、306之间的时间间隔316中，在时间间隔316中效率曲线315低于过滤后的驾驶员期望(即低于时间曲线311)。
如上所述，控制单元101可构造用于当检测到待由电机105提供的减速力矩(由曲线311表示)在数值上大于可由电机105提供的最大减速力矩(由曲线313表示)时激活所述一个或多个摩擦制动器102(独立于制动踏板106的操作)。为了能够使用自动激活所述一个或多个制动器102的这一功能，可人为地减小可由电机105提供的最大减速力矩(参见曲线319)，以便在时间间隔316中激活所述一个或多个摩擦制动器102。
图3b还示出在停车和驻车过程中以及在随后的起动过程开始时实际作用在车辆100上的(有效)驱动力矩或减速力矩的时间曲线318。
因此，在本文中描述了通过组合地使用电机105和车辆100的所述一个或多个摩擦制动器102实现车辆100的停车过程。此外，通过所描述的措施可实现坡度补偿的滑行停止和/或爬行。
可选地，可通过斜坡补偿来这样实现车辆100的行驶特性(尤其是车辆100的减速曲线)，使得车辆100在具有上坡坡度或下坡坡度的道路202上滑行停止时的行驶特性对车辆100的用户来说感觉(基本上)像车辆100在平地上的行驶特性。在此，车辆100可通过调节器控制地滑行至静止状态。作为替代方案，车辆100可从特定行驶速度起转变成爬行(以爬行速度)。
车辆100的滑行停止和停车可通过电机105和制动器102之间的协调的不同方式和变型实现：
-可通过(仅)使用电机105使车辆100纯停车，且在静止状态中不转移到至少一个制动器102上。滑行停止过程和停车过程的这种实现是特别舒适的，尤其是对于随后车辆100的重新起动而言。通过使同一执行器(即电机105)始终保留在力流中可实现特别舒适的停车和重新起动，由此可避免诸如车辆100的俯仰、由于变速器间隙引起的贴靠变换或吱嘎声的效应。另一方面，取决于道路202的斜度，纯使用电机105来进行停车和起动过程导致电机105的相对高的热负荷。此外，通过电机105驻停车辆100导致能量效率降低。
-可(必要时仅)通过电机105使车辆100纯停车。然后在静止状态中为了驻停车辆100可部分或完全地转移到一个或多个制动器102上。转移的时间点可根据道路202的上坡坡度或下坡坡度、根据车辆100用户的设置或偏好(例如根据驾驶体验开关的位置)、根据力求的能量效率和/或根据车辆100的变速器108的挡位来进行。通过转移到一个或多个制动器102上可实现舒适的停车和驻车过程。此外，可避免吱嘎声。另一方面，通过从电机105转移到至少一个制动器102使车辆100中的机械驻车点移动。驻车点的移动可被车辆100的用户在静止状态中感知为车辆100的俯仰。
-可在停车过程期间从电机102平滑过渡到至少一个制动器102上并且因此(至少暂时地)通过电机105和制动器102联合停车。因此，可避免车辆100的俯仰。另一方面，在此可产生相对轻的舒适性下降和吱嘎声。
对于后两种提到的变型，可想到附加的功能范围。尤其是控制单元101可做出关于是否应该在停车和/或驻车过程中从电机105转移到制动器102的基本决定。该决定例如可根据舒适性偏好做出(该舒适性偏好例如可由车辆100的用户通过车辆100的用户接口确定)。替代地或补充地，该决定可根据驾驶员对车辆100的进一步行驶路线的意图或意向来确定。例如可基于与车辆交通环境相关的交通数据来确定驾驶员的意图。
此外，控制单元101可构造用于做出何时应该从电机105转移到制动器102的决定。在此可考虑与车辆100的效率和/或舒适性相关的一个或多个目标(其例如可由车辆100的驾驶员通过车辆100的用户接口确定)。此外，控制单元101可构造用于确定电机105和至少一个制动器102之间的过渡的特征。在此尤其是可确定一个或多个时间上的转移梯度，例如以避免俯仰和/或吱嘎声和/或优化安全性和/或舒适性。
车辆100优选设计为，使得在电机停车力矩退化或失效的情况下及时转移到制动系统。替代地或补充地，在需要时(例如当驾驶员下车或在车辆100中出现功能故障的情况下)可通过车辆100的驻车制动系统和/或通过激活车辆100的变速器108的变速器驻车锁来建立车辆100的安全的静止状态。如果检测到这种需要，则在此必要时可自动通过控制单元101激活驻车制动器和/或变速器驻车锁。
此外，也可在单踏板感觉功能和/或爬行功能的范围内通过电机-制动器-协调进行车辆100的起动过程。当在电动机范围内起动时，可在制动器102激活时通过预紧电机105避免变速器间隙中的贴靠碰撞。尤其是，必要时只有在(过滤后的)驾驶员期望已经离开发电机范围和/或当所需要的制动力矩已经卸除时才可建立电机105的驱动力矩。电机105的力矩和所述一个或多个制动器102的力矩的总力矩则相应于过滤后的驾驶员期望的曲线311。
替代地或补充地，可与位于车辆100前面的前方车辆进行前方车辆耦合。尤其是，一旦识别前方车辆开动，就可在起动过程中相对早地从制动器102转移到电机105。由此可增加车辆100的舒适性和反应性。
替代地或补充地，当在电机105的发电机范围中起动车辆100时(尤其是在下坡行驶时)，可在车辆100的惯性滑行范围内进行从制动器102到电机105的反向协调，以增加起动过程的舒适性。因此，在起动过程中，车辆100的减速可从制动器102转移到电机105，尤其是为了提高起动过程的舒适性和/或能量效率。
必要时可对于惯性滑行一直在超过车辆100的特定行驶速度的情况下继续操控车辆100的至少一个制动器102，以使车辆100减速。所述至少一个制动器102的制动压力的配量在此根据驾驶员要求基于加速踏板107的偏转进行。
如上所述，需要电能来在他励电机105中在转子中产生磁场。如果车辆100以回收运行直至进入静止状态，则这可导致电能蓄存器110的负能量平衡。通过模拟可确定连续的转矩曲线或效率曲线315，转矩曲线或效率曲线作为边界线代表回收的正能量平衡或负能量平衡。转矩曲线或效率曲线315可与电机105的机器微调、温度、回收水平、速度和/或电机105的转速、一个或多个必要的辅助耗电器、电机105的功率消耗和/或所述一个或多个制动器102的功率消耗(用以补偿电机105的力矩)有关。
控制单元101可构造用于对于电机105和/或所述一个或多个制动器102的运行考虑转矩曲线或效率曲线315，尤其是决定是否应使用电机105和/或所述一个或多个制动器102来提供制动力矩。
可在不使用所述一个或多个制动器102的情况下有效地实现配量的爬行功能。但尽管如此车辆100的驾驶员仍可(必要时仅)通过制动踏板106配量或改变爬行速度。为此目的，电机105可产生力矩，这些力矩的值在爬行力矩和停车力矩或最小力矩之间。
所述爬行可这样实现，即通过操作制动踏板106首先以可配量的方式减小电机105的驱动力矩。在达到电机105的最小EM力矩时(最小EM力矩或最小力矩可与电机105和/或道路202的坡度201有关)，才可随后建立制动压力，以便进一步降低爬行速度。当通过制动踏板106配量爬行但没有在所述一个或多个制动器102中建立制动压力时，由电机105引起的力矩可以具有从爬行力矩到停车力矩的值。从达到停车力矩(在该力矩下车辆100进入静止状态)起，存在上述没有爬行的停车过程的情况。然后，如上所述，可转移到至少一个制动器102。
尤其是在线控制动制动系统的情况下，对于相对短的停车持续时间(其尤其是在电机105的效率或热负荷方面是无害的)即使在相对强烈地操作制动踏板106时也可抑制所述一个或多个制动器102的制动衬片的实际贴靠。由此可使所述一个或多个车轮制动器102保持自由，直到重新起动，这有助于为车辆100的接下来的行驶阶段减少由摩擦引起的剩余制动力矩并且因此消耗更少的能量。在这种扩展方法中，所述一个或多个车轮制动器102将仅在更强烈地操作制动踏板106时(超过制动踏板106的特定偏转)才被贴靠和预紧。
替代地或补充地，可对于车辆100的滑行停止和爬行进行坡度补偿。在单踏板感觉功能的范围内，电机105的回收力矩可在低于特定行驶速度(如在8km/h或更小)的情况下减小直到车辆100静止状态，例如以线性方式减小。车辆100因此在平地上平缓地滑行停止。但即使在道路202的轻微下坡坡度201的情况下已经产生斜坡从动力和回收力矩之间的平衡状态，从而车辆100缓慢向下继续滑行。相反，车辆100在上坡时在达到车辆100的静止点之后缓慢地逆着期望的行驶方向向后滑行。
坡度补偿可通过借助车辆100的坡度估计器计算用于斜坡从动力的定向补偿力矩并将其在上述电机力矩减小的速度范围内加到电机力矩上来避免这种效应。坡度估计器可构造用于从经计算的驱动装置的力矩平衡和/或通过纵向加速度传感器103来确定道路202的坡度201。通过考虑定向补偿力矩，即使在非水平道路202上也能够可靠地使车辆100这样滑行停止和保持静止，就好像车辆100在水平的平面上运动一样。在车辆202的静止状态中，必要时可随后转移到车辆100的所述一个或多个制动器102上，以便将车辆202驻停在固定位置上。
在单踏板感觉功能的范围中和/或在爬行功能的范围中的坡度201补偿可被限制在有限的坡度201范围内(例如在-5％和5％之间)。在限制范围之外，必要时可放弃坡度201的补偿。由此可避免人造作用的滑行停止特性。出于同样的原因，有利的可以是，在上述极限速度以上不进行或只进行小的坡度补偿来减少电机力矩。道路202的坡度201的补偿因此可限于特定速度范围(如10km/h或更小、或7km/h或更小)。
图4示出一种用于运行机动车100的示例性方法400的流程图，机动车100包括至少一个用于驱动车辆100的一个或多个车轮109的电机105和至少一个摩擦制动器102。尤其是车辆100可构造用于至少暂时仅通过电机105来驱动。方法400可涉及如下时间段，在该时间段期间，车辆100被纯电驱动和/或仅通过所述至少一个电机105驱动。
方法400可设计用于在车辆100中提供单踏板感觉功能和/或爬行功能，尤其是当车辆100通过所述至少一个电机105纯电驱动或运行时。在单踏板感觉功能的范围中，车辆100的驾驶员可仅借助车辆100的加速踏板107来加速和减速车辆100。在爬行功能的范围中，车辆100的行驶速度可从相对低的爬行速度(如8km/h或更小)开始仅通过操作车辆100的制动踏板106减小并且必要时再次增加直至爬行速度。
方法400包括确定401应通过车辆100的加速踏板107提供单踏板感觉功能和/或通过车辆100的制动踏板106提供爬行功能。例如车辆100的驾驶员可通过车辆100的用户接口(如通过开关)设置应提供单踏板感觉功能和/或爬行功能。
此外，方法400包括至少暂时组合地和/或以协调的方式运行402电机105和摩擦制动器102，以提供单踏板感觉功能和/或爬行功能。尤其是电机105和摩擦制动器102都可至少暂时用于提供单踏板功能，尽管车辆100的驾驶员(在不操作制动踏板106的情况下)仅使用加速踏板107来改变车辆100的行驶速度。替代地或补充地，为了提供爬行功能(必要时除了摩擦制动器102之外)，可通过操作制动踏板106(在不操作加速踏板107的情况下)改变由电机105引起的(驱动或减速)力矩，以改变车辆100的爬行速度。
机动车100的控制单元101可构造用于尤其是在爬行功能和/或单踏板感觉功能的范围内实现一种或多种下述措施：
如果在车辆100静止时将挡位B(车辆100在马达制动的情况下运行)切换到挡位D(前进)或R(倒车)，电机105和/或摩擦制动器102可这样运行，使得避免在不操作加速踏板107和/或制动踏板106的情况下立即开始爬行。在车辆100通过电机105驻停的情况下，车辆100可在挡位切换到D或R之后立即通过摩擦制动器102驻停。在此可减轻电机105的负荷。优选地，延迟车辆100的爬行和/或电机105的负荷减轻，直到制动器102将车辆100可靠地驻停。优选地，通过操作加速踏板107或制动器或制动踏板105才进行爬行。
为了在BEV 100中模拟具有变矩器自动变速器的车辆100的爬行特性，在制动踏板106针对行车制动器被操作时可恒定地提供爬行力矩直到静止。为了提高能量效率，由电机105引起的爬行力矩可随着制动踏板操作的增加而减小。如果在车辆100中安装的是如下制动系统，该制动系统可在制动踏板106被操作时防止建立制动压力，则由电机105引起的爬行力矩也可随着制动踏板操作的增加而减小。因此，通过操作制动踏板106可单纯通过驱动装置中的牵引力减少来配量推进力。必要时不会发生由驱动装置牵引车辆100对抗通过制动器102使车辆100减速的情况。
通过上述措施可确保在低于爬行速度(和低于爬行力矩)时，具有自动变速器的车辆100可仅通过制动踏板106进行配量。在此(在具有内燃机的相应车辆中)，行车制动器抵抗变矩器或滑动离合器所传递的力矩。驱动装置在此传递的最小力矩来自怠速时为保持怠速提供的力矩以及离合器或变矩器传递的力矩(包括变矩器过高)。
当在静止状态中松开制动踏板106时，应防止逆着行驶方向滑动。如果车辆100通过制动器102驻停，则车辆100的制动系统102可使车辆100一直驻停直到驱动装置已经建立足够的车轮力矩以防止车辆100逆着行驶方向滑动。
在某个临界上坡坡度201之上(根据车辆100的重量和车辆配置)，(最大)爬行力矩通常不再足以防止车辆100逆着行驶方向滑动。在该运行范围内优选不再施加爬行力矩。车辆100于是可继续通过制动器102驻停。
在低于该临界上坡坡度201时(在此情况下车辆100必要时可以开始滑动)，控制单元101可使爬行力矩随着制动踏板压力的降低而增加。爬行力矩在此优选足够大，以便能够打开制动器102。
因此，必要时仅在低于一定上坡坡度201时激活或实现爬行。由此可避免产生不够高的爬行力矩。在高于一定上坡坡度201时，爬行力矩通常将不再足以驻停车辆100并且因此也不能导致爬行。尤其是在静止状态中能够以相对高的精度求取道路202的上坡坡度201，从而能以精确的方式激活或停用爬行力矩的提供。
控制单元101可构造用于在挡位B中使车辆100减速至静止状态，即使所有踏板106、107保持未被操作。车辆100在此可独立保持在静止状态中。当切换到挡位D或R时，出于可控性原因，必要时仅在操作踏板106、107之后才能进行爬行。由此可避免换档后意外开动。
控制单元101可构造用于必要时仅当踩下制动踏板106时，才能从不能行驶的挡位(如挡位N和P)切换到车辆100独立爬行的所述一个或多个挡位(如挡位D和R)(必要时在低于特定爬行速度的行驶速度下)。在更高的行驶速度下，必要时也可在不操作制动踏板106的情况下进行切换。
如果车辆100持续抵抗障碍(如上坡坡度201、路边石等)而爬行，则车辆100静止，但仍产生力矩并且因此在车辆100不运动的情况下消耗能量。这会导致能量蓄存器110被耗空。控制单元101可构造用于检测能量蓄存器110的荷电状态下降到荷电状态阈值以下和/或能量蓄存器退化。响应于此，可激活摩擦制动器102和/或驻车制动器，以使车辆100停下。此外，可向车辆100的驾驶员输出指示以使驾驶员注意到这种情况。
控制单元101可构造用于一旦确定车辆100的静止状态，就自动激活车辆100的制动器102。
在单踏板感觉功能的范围内，当满足下述条件时，BEV 100可有针对性地进入静止状态：
-未操作制动踏板106；
-加速踏板＝0％；
-行驶速度v低于极限速度(如8km/h)；
-直至达到车辆100的最大回收力矩；和/或
-上坡坡度/下坡坡度201低于极限坡度(如12％，特定于车辆)。
在高于极限速度的速度范围内(如v>8km/h)，车辆100可构造用于始终相同地(以相同的减速力矩)减速。必要时可通过相对小的斜坡补偿来进行在高于极限速度(如8km/h)情况下的减速。在此优选不调节减速，而是仅基于上坡坡度201调整减速力矩。斜坡补偿优选仅在特定极限上坡坡度(如大约12％)之内进行。
优选地，限制在减速时以及在有针对性的停车过程中提供的减速力矩，以实现可靠且安全的减速。为了提高驾驶舒适性，优选通过电机105减速和停车。停车过程可通过行车制动器102、电机105或两个组件的组合进行。由制动器102引起的减速份额可根据下坡坡度或上坡坡度201来调整。在此，制动器102的份额通常随着坡度201的值的增加而增加。
在挡位B中，车辆100优选仅在加速踏板107被操作时才起动。当在静止状态中操作加速踏板107时，驱动装置优选这样运行，使得当在下坡或平地上起动时在加速踏板107上没有空行程(即不出现没有车辆100纵向动态响应的加速踏板操作)。驱动装置优选这样运行，使得通过加速踏板107的起动在不同条件下(尤其是不同坡度201下)感觉相似。在下坡时优选避免过高加速。下坡补偿优选仅在驱动装置105的最大(未退化)回收力矩之内进行。在上坡时，必要时可在加速踏板107上产生空行程，直到牵引中的车轮力矩高到足以独立使车辆100驻停或使其在行驶方向上加速。
如果车辆100仅通过电机105驻停并且加速踏板107被操作，则可实现仅通过电机105起动。在此必要时可仅通过电机105调节加速度。
如果车辆100通过制动器102驻停在上坡201上，则必要时可使驱动装置在行驶方向上施加足够的力矩，以打开制动器102(即力矩平衡为正，从而车辆100不向后溜动)。在此，可在加速踏板107上一直产生空行程，直到相应于加速踏板107的驾驶员期望提供足够的力矩用于起动。为了避免贴靠变换(通过变速器中的间隙)时的碰撞，驱动装置可在通过制动器102驻停期间被带到设定行驶方向的止挡。
在下坡上的配量起动可通过电机105提供逆着行驶方向的力矩来实现(即逆着斜坡从动力作用)。如果识别到电驱动系统中存在限制和/或电机105不能提供逆着行驶方向的足够力矩，则可使所述一个或多个摩擦制动器102补偿不足的减速。
如果车辆100通过制动器102驻停在下坡上，则能够可靠地实现使车辆100不逆着行驶方向溜动。但当操作加速踏板时，制动器102打开将导致车辆100在行驶方向上向下溜动。通过制动器102的配量起动可导致相对强烈的制动噪音。因此，控制单元101可构造用于在检测到下坡时引起通过电机105起动。为此目的可首先从“通过制动器102驻停”(相对快速地)过渡到“通过电机105驻停”。随后可通过电机105起动(必要时包括下坡补偿)。
必要时始终可从挡位B切换到挡位N。在静止状态中车辆100通常自动保持在挡位B中(以避免溜车)。在静止状态中从挡位B切换到挡位N可引起(仅)通过制动器102立即驻停。通过操作和再次释放制动踏板106必要时可使车辆100自由滑行。
优选从车辆静止状态开始才激活车辆100的驻停。从进入车辆静止状态起，车辆100在没有操作加速踏板的情况下不能再运动(即车辆100被驻停)。
如果车辆100在挡位B中被补偿地(通过回收和摩擦制动器102的组合)减速至静止状态，则可从进入静止状态起使车辆100(必要时仅)通过制动器102驻停。向摩擦制动器102的转移在此可这样实现，即根据车辆100的驾驶模式和/或根据车辆100的驱动配置在能量效率和驾驶舒适性之间实现一定的折衷。
如果车辆100在下坡或平地上仅通过电机105减速至静止状态，则可假设车辆100也可通过电机105驻停。因此可使车辆100从进入静止状态起仅通过电机105驻停。
在一定时间之后，可转移到制动器102上，从而从那时起车辆100通过制动器102液压地驻停。然后可减小电机105的力矩(驾驶员察觉不到)。制动器102接管车辆100的驻停之前的持续时间可取决于坡度201。随着坡度201的增加必要时可缩短持续时间。
车辆100可构造用于在挡位B中既可在设定行驶方向上又可逆着设定行驶方向(通过电机105)独立驻停，而不操作制动器102。
如果在通过电机105驻停期间车辆100的门被打开，可使车辆100的驻停自动转移到车辆100的行车制动器102和/或驻车制动器上。
控制单元101可构造用于避免响应于从挡位B到D/R的切换在不操作车辆100的踏板106、107的情况下立即开始爬行。在车辆100通过电机105驻停的情况下，在切换到挡位D或R之后立即(必要时仅)通过制动器102驻停车辆100。于是减轻电机105的负荷。在此可延迟爬行和/或电机105的负荷减轻，直到制动器102可靠地驻停车辆。爬行优选仅在操作车辆100的加速踏板107和/或制动踏板106时才进行。
本文中描述的措施可提高至少部分电驱动的车辆100的能量效率和/或舒适性，尤其是在单踏板感觉功能和/或爬行功能方面。此外，可提高车辆100在停车、驻车、爬行和/或起动过程中的安全性。
本发明不限于所示的实施例。尤其是应注意，说明书和附图仅旨在说明所提出的方法、装置和系统的原理。

Claims (10)

1.用于机动车(100)的控制单元(101)，该机动车包括至少一个用于驱动车辆(100)的一个或多个车轮(109)的电机(105)和至少一个摩擦制动器(102)；所述控制单元(101)构造用于，
-确定应通过车辆(100)的加速踏板(107)提供单踏板感觉功能和/或通过车辆(100)的制动踏板(106)提供爬行功能；并且
-至少暂时组合地运行电机(105)和摩擦制动器(102)以提供单踏板感觉功能和/或爬行功能；
其中，所述控制单元(101)构造用于，
-求取与车辆(100)正在行驶的道路(202)的坡度(201)相关的坡度信息；和
-根据坡度信息运行电机(105)和/或摩擦制动器(102)，以便提供单踏板感觉功能和/或爬行功能，
其中，所述控制单元(101)构造用于，
-在爬行功能的范围中，根据坡度信息这样运行电机(105)和/或摩擦制动器(102)，使得在未操作加速踏板(107)并且未操作制动踏板(106)的情况下车辆(100)至少在有限的坡度范围内与道路(202)的坡度(201)无关地以爬行速度行驶；和/或
-在单踏板感觉功能的范围中，根据坡度信息这样运行电机(105)和/或摩擦制动器(102)，使得在未操作制动踏板(106)的情况下在离开加速踏板(107)时车辆(100)至少在有限的坡度范围内减速至静止状态并保持在静止状态中，
其中，所述控制单元(101)构造用于，为了提供单踏板感觉功能：
-求取与车辆(100)的加速踏板(107)的偏转相关的偏转信息；
-基于偏转信息确定车辆(100)应减速；并且
-运行电机(105)和/或摩擦制动器(102)，以使车辆(100)减速；
其中，所述控制单元(101)构造用于，
-根据所述偏转信息求取应在单踏板感觉功能的范围内提供的设定减速力矩；
-确定设定减速力矩出于技术原因和/或效率原因至少部分地不能由电机(105)提供；并且
-响应于此地，使摩擦制动器(102)产生制动力矩，以便至少部分地提供设定减速力矩的出于技术原因和/或效率原因不能由电机(105)提供的部分(314)。
2.根据权利要求1所述的控制单元(101)，其中，所述控制单元(101)构造用于，
-基于偏转信息确定车辆(100)应减速至静止状态；
-求取应由电机(105)和/或摩擦制动器(102)随时间(300)提供以使车辆(100)减速至静止状态的设定力矩的时间曲线(311)；
-求取能由电机(105)技术地提供的减速力矩的第一时间曲线(313)，和/或求取能由电机(105)以能量高效方式提供的减速力矩的第二时间曲线(315)；并且
-根据设定力矩的时间曲线(311)并且根据第一时间曲线(313)和/或第二时间曲线(315)确定一个或多个时间间隔(302、303、316)，在这些时间间隔中，摩擦制动器(102)附加于电机(105)或代替电机(105)被激活，以使车辆(100)进入静止状态或保持在静止状态中。
3.根据权利要求1或2所述的控制单元(101)，其中，所述控制单元(101)构造用于，为了提供爬行功能，
-求取与车辆(100)的制动踏板(106)的偏转相关的偏转信息；并且
-根据所述偏转信息在爬行力矩和最小力矩之间改变由电机(102)提供的驱动力矩，在爬行力矩下车辆(100)具有最大可能的爬行速度，在最小力矩下车辆(100)具有相对于最大可能的爬行速度减小的行驶速度或静止。
4.根据权利要求3所述的控制单元(101)，其中，所述控制单元(101)构造用于只有在偏转信息表明
-车辆(100)的行驶速度应比以最小力矩能达到的行驶速度更慢时；或
-车辆(100)应保持在静止状态中时，
才激活摩擦制动器(102)，以产生制动力矩。
5.根据权利要求1或2所述的控制单元(101)，其中，所述控制单元(101)构造用于，
-预测车辆(100)的驾驶员再次操作加速踏板(107)以使车辆(100)从车辆(100)的静止状态再次加速的时间点(305)；并且
-根据所预测的时间点(305)使用摩擦制动器(102)，以使车辆(100)转变到静止状态和/或保持在静止状态中；和/或
-根据所预测的时间点(305)确定是否至少部分地从电机(105)转移到摩擦制动器(102)，和/或求取再次从摩擦制动器(102)切换回电机(105)的时间点。
6.根据权利要求1所述的控制单元(101)，其中，
-所述控制单元(101)构造用于，求取与车辆(100)的用户有关的用户信息。
7.根据权利要求6所述的控制单元(101)，其中，
-所述用户信息表明，
-车辆(100)的用户是否想要使用单踏板感觉功能和/或爬行功能；
-车辆(100)的用户关于即将来临的驾驶操纵的意图；和/或
-用户在能量效率或舒适性方面的偏好。
8.根据权利要求6或7所述的控制单元(101)，其中，控制单元(101)构造用于，根据用户信息运行电机(105)和摩擦制动器(102)。
9.根据权利要求8所述的控制单元(101)，其中，控制单元(101)构造用于，根据用户信息运行电机(105)和摩擦制动器(102)，以便提供单踏板感觉功能和/或爬行功能。
10.根据权利要求1或2所述的控制单元(101)，其中，所述控制单元(101)构造用于，
-根据坡度信息运行电机(105)和/或摩擦制动器(102)，以便这样提供单踏板感觉功能和/或爬行功能，使得在单踏板感觉功能和/或爬行功能运行时至少部分地补偿道路(202)的坡度(201)。
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