用於帶有電機的車輛的方法

2023-10-05 02:30:19

用於帶有電機的車輛的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於帶有電機(11)的車輛的方法。電機(11)與車輛(10)的至少一個車輪(16)相聯結。可選擇性地在至少一個第一運行模式(21)和第二運行模式(22)中來運行車輛(10)。在第一運行模式(21)中電機(11)施加扭矩到車輪(16)上而在第二運行模式(22)中電機(11)不施加扭矩到車輪(16)上。在該方法中來檢測對於在第一與第二運行模式(21,22)之間轉換的要求並且如果檢測到用於從第一運行模式(21)轉換到第二運行模式(22)中的要求在過渡運行模式(23)中來運行車輛(10)。在過渡運行模式(23)中，在至少一個預定的時間上逆著車輛(10)的滾動方向將扭矩施加到該至少一個車輪(16)上。
【專利說明】用於帶有電機的車輛的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於帶有電機的車輛的方法、尤其一種用於電動車輛或混合動力車輛的方法以及一種相應的車輛。
【背景技術】
[0002]在帶有電機作為驅動機器的車輛、例如電動車輛或混合動力車輛中，相對於帶有內燃機作為驅動機器的車輛存在不同的特性和操作區別。這例如涉及車輛在低速下的運行，因為電機原則上可以以任意低的轉速來運行，反之內燃機通常僅可在預定的空轉轉速之上的範圍中來運行。另一示例是慣性運行(Schubbetrieb)，在其中在電動車輛中由於回收(Rekuperation)而可出現不同的減速。因為大多數車輛使用者僅習慣帶有內燃機的車輛的特性，電動車輛或混合動力車輛的使用者受不同的特性困擾或者甚至由於不同的特性可導致危險的情況。在現有技術中因此已知不同的方法，以便使帶有電驅動器的車輛的特性與帶有內燃機的車輛的特性相適應。
[0003]例如在文件DE 10 2007 055 785 Al中公開了一種用於控制帶有混合驅動器的車輛的蠕變運行(Kriechbetrieb)的方法，以便使有效的、時間上很大程度上不受限的並且儘管如此可靠的蠕變運行成為可能，在其中儘可能少地需求蓄電池。對此，動力總成主要包括內燃機、電機、布置在內燃機與電機之間的切換元件、變速器和輸出裝置(Abtrieb)。在運轉的內燃機中，為了實現蠕變運行首要使用切換元件而次要地根據切換元件的預定的運行參數的監控來使用電機。
[0004]文件DE 199 21 918 C2涉及一種用於帶有電驅動器的車輛的駐車鎖(Parksperre)。駐車鎖包括機械的和電氣的部件。可在操縱駐車鎖時將機械的部件帶到與電氣的動力總成機械地有效連接，以便停止其旋轉運動。電氣的部件構造成使得其在駐車鎖的操縱意圖中可至少短暫地產生在電機的定子線圈中的短路。
[0005]文件DE 10 2008 053 505 Al涉及一種用於控制車輛的混合動力總成的方法，以便在打開和閉合離合器時實現舒適的車輪力矩變化過程。離合器布置在混合動力總成中並且具有離合器輸入和離合器輸出。在離合器輸入側，混合動力總成具有內燃機。在離合器輸出側，混合動力總成具有變速器以及至少一個電機。在達到離合器輸入與離合器輸出之間的同步轉速範圍時，跳躍式地閉合離合器。
[0006]在帶有電機作為驅動機器的車輛、例如電動車輛或混合動力車輛中，經常由於效率原因將電機無分離離合器(Trennkupplung)地直接與所驅動的軸相聯結。這導致駕駛員不能如在帶有內燃機的車輛中那樣經由分離離合器將驅動器與從動裝置(軸和車輪)在物理上分離。儘管如此，在帶有電氣的驅動機器的車輛中通常也為駕駛員提供換擋杆(Waehlhebel)，其可與自動變速器相比至少具有用於向前行駛的換擋杆位置D、用於向後行駛的R和作為空擋狀態或「安全的狀態」的N(在其中沒有扭矩被從驅動電機傳遞至車輪)。因此，通過其將換擋杆調節到N，駕駛員(其希望在車輛的驅動器中建立無力矩的狀態)可以以習慣的方式執行這。在電氣驅動的車輛中的該功能與該事實(即在電氣驅動的車輛中經由電機經由回收力矩有效地將制動力矩施加到車輪上)相結合導致，在從D或R向N轉換時該制動力矩會脫開。從D或R向N的轉換例如可在調車時或在正常的行駛期間出現。如果車輛在轉換時滾動或者在變換時同時操縱車輛的制動器，對於駕駛員顯現如加速那樣的制動力矩的脫開，因為整個減速效果被減小。這可被駕駛員理解為令人不快的或困擾的並且在關鍵情況中表示安全性風險。

【發明內容】

[0007]本發明的目的因此是提供一種帶有電氣的驅動機器的車輛的改善的運行。
[0008]該目的根據本發明通過根據權利要求1的用於帶有電機的車輛的方法和根據權利要求14的車輛來實現。從屬權利要求限定了本發明的優選的和有利的實施形式。
[0009]根據本發明提供一種用於帶有電機的車輛的方法。電機與車輛的至少一個車輪相聯結。電機可根據所調節的運行模式驅動、制動或不影響車輪。車輛選擇性地可至少在第一運行模式和第二運行模式中運行。第一運行模式例如是用於車輛的向前行駛或向後行駛的行駛擋位調節(Fahrstufeneinstellung)而第二運行模式例如是用於車輛的與電機相聯結的至少一個車輪的空轉的行駛擋位調節。換言之，第一運行模式例如是行駛擋位調節D或R而第二運行模式是車輛的行駛擋位換擋杆的行駛擋位調節N。可存在另外的運行模式或行駛擋位調節，其然而相聯繫地接下來不詳細地來考慮。在第一運行模式中電機施加扭矩到該至少一個車輪上而在第二運行模式中電機不施加扭矩到該至少一個車輪上。在第一運行模式中施加到該至少一個車輪上的扭矩例如是用於在前進方向或後退方向上驅動車輛的扭矩或者所謂的慣性力矩(Schubmoment)，其與車輛的滾動方向相反地作用。慣性力矩可藉助於電機例如被轉化成電能，其可被輸送給車輛的蓄電池。這樣的慣性力矩也被稱為回收力矩。在根據本發明的方法中檢測到對於在第一與第二運行模式之間轉換的要求，也就是說檢測到例如從D向N的要求或從R向N的要求。當檢測到用於從第一運行模式轉換到第二運行模式中的要求時，在過渡運行模式中來運行車輛。在過渡運行模式中至少在預定的時間上將扭矩施加到該至少一個車輪上。過渡運行模式的扭矩與車輛的滾動方向相反地作用。換言之，在用於例如從D向N的轉換或從R向N的轉換的要求之後不立即被轉換到第二運行模式(在其中沒有扭矩被施加到該至少一個車輪上)中，而是首先被轉換到過渡運行模式中，在其中在預定的時間上逆著車輛的滾動方向將扭矩施加到該至少一個車輪上。如果車輛例如包括多個電機(其分別與剛好一個車輪相關聯)，該至少一個車輪例如可包括車輛的剛好一個車輪，或者如果一個軸的兩個車輪或車輛的所有車輪經由相應的變速器和驅動軸與電機相聯結，該至少一個車輪例如可包括車輛的一個軸的兩個車輪或車輛的所有車輪。
[0010]通過不直接將車輛從第一運行模式轉換到第二運行模式中、而是首先從第一運行模式轉換到過渡運行模式(在其中至少在預定的時間上逆著車輛的滾動方向將扭矩施加到該至少一個車輪上)中，例如在經由N從D向R、或經由N從R向D的快速轉換中還可短時地在N中保持在第一運行模式中施加的回收力矩，從而不出現對於駕駛員不希望的制動效果的減小。此外，在失誤地從D向N或從R向N地切換時給駕駛員提供時間通過在過渡運行模式期間增強作用到常見的液壓的制動器上的制動壓力來建立制動力矩，其至少相應於在之前的運行模式D或R中的回收力矩。[0011]根據一實施形式，在過渡運行模式中此外來確定預定的時間是否結束，並且如果確定了預定的時間已結束在第二運行模式中來運行車輛。預定的時間例如最大為一秒。通過用於過渡運行模式的預定的時間最大為一秒並且之後自動地(只要不提出用於轉換到另一運行模式中的其它要求)被轉換到第二運行模式中，能夠安全且可靠地在可接受的時間中來實現第二運行模式。因為在過渡運行模式中僅逆著車輛的滾動方向將扭矩施加到車輪上，與直接切換到第二運行模式(在其中沒有扭矩被施加到車輪上)中相比避免了危險的情況，其可由於不希望地取消制動或回收扭矩而產生。
[0012]根據一實施形式，僅當檢測到用於從第一運行模式轉換到第二運行模式中的要求並且附加地在第一運行模式中由電機施加的扭矩與車輛的滾動方向相反地作用時那麼才在過渡運行模式中來運行車輛。因此，僅當車輛在第一運行模式中、即在D或R中已將制動或回收扭矩作用到該至少一個車輪上時那麼才使用過渡運行模式。而如果車輛在第一運行模式中被電機加速或至少保持速度或者如果車輛在第一運行模式中無制動或回收扭矩地滾動，在對於在第一與第二運行模式之間的轉換的要求之後被立即轉換到第二運行模式中，也就是說不保持、而是立即脫開可能的牽引力矩。由此對於使用者產生符合期望的車輛特性。
[0013]根據另一實施形式僅當檢測到用於從第一運行模式轉換到第二運行模式中的要求並且同時車輛的制動踏板被操縱時那麼才在過渡運行模式中來運行車輛。如果駕駛員將車輛例如調動到停車空位中或者例如駛向紅燈，可出現該情況，即在操縱車輛的制動器期間應被從第一運行模式轉換到第二運行模式中、即例如使換擋杆從D向N移動。因為在操縱制動板時在第一運行模式中通常有回收扭矩作用到該至少一個車輪上，該制動扭矩在直接轉換到第二運行模式中時會取消並且因此去除了車輛的制動效果的一部分。為了緩和該關鍵情況，因此首先在過渡運行模式(在其中此外逆著車輛的滾動方向將扭矩施加到該至少一個車輪上)中來運行車輛。
[0014]根據另一實施形式在過渡運行模式中由電機將扭矩施加到該至少一個車輪上。備選地或附加地，在過渡運行模式中可由車輛的制動裝置、例如液壓的制動裝置將扭矩施加到該至少一個車輪上。例如可根據在第一運行模式中的扭矩來調節該扭矩。如果由電機來施加扭矩，由此獲得的能量經由電機被回饋到車輛的蓄電池中，由此可節約能量並且可增大車輛的續航裡程。通過在過渡運行模式中使用車輛的制動裝置，可快速地且精確地將扭矩調節到所希望的值上。通過根據在第一運行模式中的扭矩來調節在過渡運行模式中的扭矩，可實現在第一運行模式與過渡運行模式之間的柔和的扭矩傳遞。另外，在過渡運行模式中的扭矩可根據在第一運行模式中的扭矩和預定的最大回收扭矩來調節。
[0015]根據另一實施形式，在過渡運行模式中的扭矩可具有預定的扭矩變化過程(Drehmomentverlauf)。預定的扭矩變化過程可包括帶有大致恆定的扭矩的第一分量和帶有量上變小的扭矩的第二分量。因此，例如可緩慢地來減弱回收扭矩(其在第一運行模式中被施加到該至少一個車輪上)，使得在轉換之後制動力矩的減小對於駕駛員保持可掌控。通過帶有大致恆定的扭矩的第一分量可無扭矩變化的地且因此平穩地來執行對於轉換到第二運行模式中的短的臨時的要求，例如在從向前行駛轉換到向後行駛中時、即在從D經由N轉換到R中時。
[0016]根據另一實施形式，在過渡運行模式中電機逆著車輛的滾動方向將扭矩施加到該至少一個車輪上。根據車輛的制動踏板的調節來調節扭矩。由此例如在過渡運行模式中可在調節扭矩時考慮駕駛員的反應。例如如果駕駛員提高了到制動踏板上的制動壓力，在值上可減小由電機施加的扭矩。由此對於駕駛員可提供在第一運行模式與第二運行模式之間的舒適的過渡。
[0017]根據本發明，此外提供一種車輛，其包括電機、操作元件和控制裝置。該電機與車輛的至少一個車輪相聯結。操作元件用於檢測對於在車輛的第一與第二運行模式之間的轉換的要求。操作元件例如是用於在一駕駛運行模式(例如用於向前行駛或向後行駛(典型地換擋杆位置D或R))與空轉運行模式或空擋運行模式(典型地換擋杆位置N)之間的轉換的換擋杆。控制裝置與電機和操作元件相聯結。控制裝置設計成這樣來操縱電機，使得電機在第一運行模式中施加扭矩到該至少一個車輪上而在第二運行模式中不施加扭矩到該至少一個車輪上。如果檢測到用於從第一運行模式轉換到第二運行模式中的要求，控制裝置在過渡運行模式(在其中在至少一個預定的時間上將扭矩施加到該至少一個車輪上)中運行車輛。在過渡運行模式中，扭矩逆著車輛的滾動方向作用到該至少一個車輪上。該車輛例如可以是電動車輛或混合動力車輛，其由電機來驅動。根據一實施形式，該車輛設計用於執行之前說明的方法並且由此還包括與該方法相聯繫地說明的優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]接下來參考附圖根據優選的實施形式來說明本發明。
[0019]圖1示意性地顯示了根據本發明的一實施形式的車輛。
[0020]圖2示意性地顯示了根據本發明的一實施形式的方法的狀態圖表。
【具體實施方式】
[0021]圖1顯示了帶有電氣的驅動機器11、控制裝置12、行駛擋位換擋杆13和蓄電池14的車輛10。電機11例如與車輛10的前輪16相聯結並且能夠在驅動的或制動的效果上施加扭矩到車輪16上。為了驅動車輪16，電機11從蓄電池14中提取能量而在通過電機11制動車輪16時電機11可將電能回饋到蓄電池14中。行駛擋位換擋杆13包括三個行駛擋位R、N和D，其可通過換擋杆13在箭頭15的方向上的運動由車輛的使用者來選取。行駛擋位換擋杆13可具有其它調節可能性，例如用於車輛的駐車的位置P。在本發明的說明中然而僅應用前面提到的調節R、N和D。
[0022]與圖2相聯繫，接下來說明車輛10的工作方式。根據圖2，車輛可在三個運行模式2U22和23中來運行。在運行模式21-23中的一個中的運行由控制裝置12來控制。控制裝置12例如可包括車輛10的發動機控制的一部分。當換擋杆13位於位置D或R中時，在第一運行模式21中根據車輛的制動踏板和加速踏板(其可由車輛的使用者來操縱)由電機11將扭矩施加到車輪16上。在位置D中在車輛的向前行駛方向上來施加扭矩而在位置R中在車輛的向後行駛方向中將扭矩施加到車輪16上。在第一運行模式中操縱制動踏板時，逆著車輛的滾動方向由電機11將制動力矩施加到車輪10上。附加地，在操縱制動踏板時例如藉助於車輛10的液壓制動器逆著車輛的滾動方向將附加的制動力矩施加到車輪16上。制動的扭矩(其由電機11施加到車輪16上)可由電機11用於產生電能，其被引回到蓄電池14中。因此，該制動力矩也被稱為回收力矩。[0023]當從第一運行模式21出發使換擋杆從D或R向N移動並且在車輪16處不存在制動的扭矩時，在第二運行模式22中來運行車輛(過渡24)。在該運行模式(其也被稱為空轉運行模式或空擋運行模式)中電機11不施加扭矩到車輪16上。因此，車輪16處於空轉中。
[0024]當在第一運行模式中使換擋杆從D或R向N移動並且在車輪16處存在制動的扭矩時，在過渡運行模式23中來運行車輛(過渡25)。制動的扭矩可如之前說明的那樣例如包括回收扭矩或車輛的制動設備的制動力矩或它們的組合。在過渡運行模式23中在預定的時間上由電機11和/或車輛10的制動設備將制動力矩施加到車輪16上。接下來說明關於在過渡運行模式中制動的扭矩的細節。當預定的時間結束時，如之前所說明的那樣在第二運行模式22中來運行車輛(過渡26)。當在過渡運行模式中使換擋杆從N向D或R移動時，中斷過渡運行模式並且在第一運行模式21中來運行車輛(過渡27)。當在第二運行模式中使換擋杆從N向D或R移動時，在第一運行模式21中來運行車輛(過渡28)。
[0025]如之前所說明的那樣，在過渡運行模式23中還短時地在換擋杆位置N中保持制動力矩或回收力矩，以便克服經由N從D向R或從R向D的快速變換，或者以便在沒有向D或R的另外切換的情況下向N切換時給駕駛員提供時間，因此其可通過提高到常見的液壓制動器上的制動壓力激活減速，其由於在向N轉換時制動或回收力矩的取消而出現。因此在預定的時間上在換擋杆位置N中還維持制動或回收力矩而在預定的時間內或在其結束時減弱制動或回收力矩。在從D或R向N轉換時不維持牽引力矩，而是始終立即脫開。
[0026]在過渡運行模式23中，在預定的時間上例如可如下來調節制動的扭矩:
1.在預定的時間期間可將回收力矩調節到預設的最大回收力矩上或到之前的在第一運行模式21 (換擋杆位置R或D)中的回收力矩上。
[0027]2.在預定的時間段上可隨著預定的減弱過程來調節回收力矩。例如可將減弱過程優化到使得不察覺在N中的短的停留而在N中的較長的停留對於駕駛員保持可掌控。
[0028]3.可來調節回收力矩，其相應於之前在第一運行模式21中藉助於制動踏板來調節的回收力矩。在該情況中將不考慮可調節的拖拽力矩(當既不操縱制動踏板也不操縱加速踏板時其被施加)，而僅考慮藉助於制動踏板調節的回收力矩。如果在第一運行模式21中不操縱制動踏板，在過渡運行模式中因此不施加制動力矩，而在從D或R向N轉換時如果制動踏板未被操縱在第一運行模式中立即去除拖拽力矩。
[0029]4.第一運行模式21的可調節的拖拽力矩或在第一運行模式21中由制動器操縱的制動力矩由車輛的制動系統、例如電液的制動力增強器來承擔，以便提供由駕駛員期望的制動減速。
[0030]在過渡運行模式中所調節的制動力矩或回收力矩因此導致與車輛的滾動方向相反的車輛的加速。在一平面上這始終意味著速度的值的減小。
【權利要求】
1.一種用於帶有電機的車輛的方法，其中，所述電機(11)與所述車輛(10)的至少一個車輪(16)相聯結，並且其中，能夠選擇性地在至少一個第一運行模式(21)和第二運行模式(22)中來運行所述車輛(10)，其中，所述電機(11)在所述第一運行模式(21)中施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上而在所述第二運行模式(22)中不施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上，其中，所述方法包括步驟: -檢測對於在所述第一運行模式(21)與所述第二運行模式(22)之間轉換的要求，並且 -如果檢測到用於從所述第一運行模式(21)轉換到所述第二運行模式(23)中的要求在過渡運行模式(23)中運行所述車輛(10)，其中，在所述過渡運行模式(23)中在至少一個預定的時間上施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上，所述扭矩與所述車輛的滾動方向相反地作用。
2.根據權利要求1的方法，其中，在所述過渡運行模式(23)中運行所述車輛(10)的步驟此外包括: -確定預定的所述時間是否結束，並且 -如果確定了預定的所述時間結束在所述第二運行模式(22)中運行所述車輛(10)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，預定的所述時間最大為I秒。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，僅當檢測到用於從所述第一運行模式(21)轉換到所述第二運行模式(22)中的要求並且在所述第一運行模式(21)中由所述電機(11)施加的扭矩與所述車輛(10)的滾動方向相反地作用時，那麼才在所述過渡運行模式(23)中來運行所述車輛。`
5.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中，僅當檢測到用於從所述第一運行模式(21)轉換到所述第二運行模式(22)中的要求並且所述車輛(10)的制動踏板被操縱時，那麼才在所述過渡運行模式(23)中來運行所述車輛。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述第一運行模式(21)包括用於所述車輛的向前行駛(D)或向後行駛(R)的行駛擋位調節。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述第二運行模式(22)包括用於所述車輛(10)的與所述電機(11)相聯結的至少一個車輪(16)的空轉(N)的行駛擋位調節。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述電機(11)在所述過渡運行模式(23)中施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述電機(11)在所述過渡運行模式(23)中施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上，其中，根據在所述第一運行模式(21)中的扭矩和預定的最大回收扭矩來調節所述扭矩。
10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在所述過渡運行模式(23)中的所述扭矩具有預定的扭矩變化過程，其中，預定的所述扭矩變化過程包括帶有大致恆定的扭矩的第一分量和帶有量上變小的扭矩的第二分量。
11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述電機(11)在所述過渡運行模式(23)中施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上，其中，根據所述車輛(10)的制動踏板的調節來調節所述扭矩。
12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述車輛(10)的制動裝置在所述過渡運行模式(23)中施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上，其中，根據在所述第一運行模式(21)中的扭矩來調節所述扭矩。
13.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述電機(11)設計成當由所述電機(11)施加到至少一個所述車輪(16)上的扭矩與所述車輛(10)的滾動方向相反地作用時產生電能。
14.一種車輛，其包括: -電機(11)，其與所述車輛(10)的至少一個車輪(16)相聯結， -操作元件(13)，其用於檢測對於在所述車輛(10)的第一運行模式(21)與第二運行模式(22)之間轉換的要求，和 -控制裝置(12)，其與所述電機(11)和所述操作元件(13)相聯結，其中，所述控制裝置(12)設計成這樣來運行所述電機(11)使得所述電機(11)在所述第一運行模式(21)中施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上而在所述第二運行模式(22)中不施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上，並且其中，如果檢測到用於從所述第一運行模式(21)轉換到所述第二運行模式(22)中的要求所述控制裝置(12)在過渡運行模式(23)中運行所述車輛(10)，其中，在所述過渡運行模式(23)中在至少一個預定的時間上施加扭矩到至少一個所述車輪(16)上，所述扭矩與所述車輛(10)的滾動方向相反地作用。
15.根據權利要求14所述的車輛，其中，所述車輛(10)設計用於執行根據權利要求1-3中任一項所述的方法。
【文檔編號】B60W30/18GK103562040SQ201280024131
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月9日 優先權日:2011年5月19日
【發明者】N.魏斯, V.蒂亞姆通, R.奧爾 申請人:大眾汽車有限公司