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CN103562040A - 用于带有电机的车辆的方法 - Google Patents

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CN103562040A
CN103562040A CN201280024131.2A CN201280024131A CN103562040A CN 103562040 A CN103562040 A CN 103562040A CN 201280024131 A CN201280024131 A CN 201280024131A CN 103562040 A CN103562040 A CN 103562040A
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Abstract

本发明涉及一种用于带有电机(11)的车辆的方法。电机(11)与车辆(10)的至少一个车轮(16)相联结。可选择性地在至少一个第一运行模式(21)和第二运行模式(22)中来运行车辆(10)。在第一运行模式(21)中电机(11)施加扭矩到车轮(16)上而在第二运行模式(22)中电机(11)不施加扭矩到车轮(16)上。在该方法中来检测对于在第一与第二运行模式(21,22)之间转换的要求并且如果检测到用于从第一运行模式(21)转换到第二运行模式(22)中的要求在过渡运行模式(23)中来运行车辆(10)。在过渡运行模式(23)中，在至少一个预定的时间上逆着车辆(10)的滚动方向将扭矩施加到该至少一个车轮(16)上。

Description

用于带有电机的车辆的方法
技术领域
本发明涉及一种用于带有电机的车辆的方法、尤其一种用于电动车辆或混合动力车辆的方法以及一种相应的车辆。
背景技术
在带有电机作为驱动机器的车辆、例如电动车辆或混合动力车辆中，相对于带有内燃机作为驱动机器的车辆存在不同的特性和操作区别。这例如涉及车辆在低速下的运行，因为电机原则上可以以任意低的转速来运行，反之内燃机通常仅可在预定的空转转速之上的范围中来运行。另一示例是惯性运行(Schubbetrieb)，在其中在电动车辆中由于回收(Rekuperation)而可出现不同的减速。因为大多数车辆使用者仅习惯带有内燃机的车辆的特性，电动车辆或混合动力车辆的使用者受不同的特性困扰或者甚至由于不同的特性可导致危险的情况。在现有技术中因此已知不同的方法，以便使带有电驱动器的车辆的特性与带有内燃机的车辆的特性相适应。
例如在文件DE 10 2007 055 785 A1中公开了一种用于控制带有混合驱动器的车辆的蠕变运行(Kriechbetrieb)的方法，以便使有效的、时间上很大程度上不受限的并且尽管如此可靠的蠕变运行成为可能，在其中尽可能少地需求蓄电池。对此，动力总成主要包括内燃机、电机、布置在内燃机与电机之间的切换元件、变速器和输出装置(Abtrieb)。在运转的内燃机中，为了实现蠕变运行首要使用切换元件而次要地根据切换元件的预定的运行参数的监控来使用电机。
文件DE 199 21 918 C2涉及一种用于带有电驱动器的车辆的驻车锁(Parksperre)。驻车锁包括机械的和电气的部件。可在操纵驻车锁时将机械的部件带到与电气的动力总成机械地有效连接，以便停止其旋转运动。电气的部件构造成使得其在驻车锁的操纵意图中可至少短暂地产生在电机的定子线圈中的短路。
文件DE 10 2008 053 505 A1涉及一种用于控制车辆的混合动力总成的方法，以便在打开和闭合离合器时实现舒适的车轮力矩变化过程。离合器布置在混合动力总成中并且具有离合器输入和离合器输出。在离合器输入侧，混合动力总成具有内燃机。在离合器输出侧，混合动力总成具有变速器以及至少一个电机。在达到离合器输入与离合器输出之间的同步转速范围时，跳跃式地闭合离合器。
在带有电机作为驱动机器的车辆、例如电动车辆或混合动力车辆中，经常由于效率原因将电机无分离离合器(Trennkupplung)地直接与所驱动的轴相联结。这导致驾驶员不能如在带有内燃机的车辆中那样经由分离离合器将驱动器与从动装置(轴和车轮)在物理上分离。尽管如此，在带有电气的驱动机器的车辆中通常也为驾驶员提供换挡杆(Waehlhebel)，其可与自动变速器相比至少具有用于向前行驶的换挡杆位置D、用于向后行驶的R和作为空挡状态或“安全的状态”的N(在其中没有扭矩被从驱动电机传递至车轮)。因此，通过其将换挡杆调节到N，驾驶员(其希望在车辆的驱动器中建立无力矩的状态)可以以习惯的方式执行这。在电气驱动的车辆中的该功能与该事实(即在电气驱动的车辆中经由电机经由回收力矩有效地将制动力矩施加到车轮上)相结合导致，在从D或R向N转换时该制动力矩会脱开。从D或R向N的转换例如可在调车时或在正常的行驶期间出现。如果车辆在转换时滚动或者在变换时同时操纵车辆的制动器，对于驾驶员显现如加速那样的制动力矩的脱开，因为整个减速效果被减小。这可被驾驶员理解为令人不快的或困扰的并且在关键情况中表示安全性风险。
发明内容
本发明的目的因此是提供一种带有电气的驱动机器的车辆的改善的运行。
该目的根据本发明通过根据权利要求1的用于带有电机的车辆的方法和根据权利要求14的车辆来实现。从属权利要求限定了本发明的优选的和有利的实施形式。
根据本发明提供一种用于带有电机的车辆的方法。电机与车辆的至少一个车轮相联结。电机可根据所调节的运行模式驱动、制动或不影响车轮。车辆选择性地可至少在第一运行模式和第二运行模式中运行。第一运行模式例如是用于车辆的向前行驶或向后行驶的行驶挡位调节(Fahrstufeneinstellung)而第二运行模式例如是用于车辆的与电机相联结的至少一个车轮的空转的行驶挡位调节。换言之，第一运行模式例如是行驶挡位调节D或R而第二运行模式是车辆的行驶挡位换挡杆的行驶挡位调节N。可存在另外的运行模式或行驶挡位调节，其然而相联系地接下来不详细地来考虑。在第一运行模式中电机施加扭矩到该至少一个车轮上而在第二运行模式中电机不施加扭矩到该至少一个车轮上。在第一运行模式中施加到该至少一个车轮上的扭矩例如是用于在前进方向或后退方向上驱动车辆的扭矩或者所谓的惯性力矩(Schubmoment)，其与车辆的滚动方向相反地作用。惯性力矩可借助于电机例如被转化成电能，其可被输送给车辆的蓄电池。这样的惯性力矩也被称为回收力矩。在根据本发明的方法中检测到对于在第一与第二运行模式之间转换的要求，也就是说检测到例如从D向N的要求或从R向N的要求。当检测到用于从第一运行模式转换到第二运行模式中的要求时，在过渡运行模式中来运行车辆。在过渡运行模式中至少在预定的时间上将扭矩施加到该至少一个车轮上。过渡运行模式的扭矩与车辆的滚动方向相反地作用。换言之，在用于例如从D向N的转换或从R向N的转换的要求之后不立即被转换到第二运行模式(在其中没有扭矩被施加到该至少一个车轮上)中，而是首先被转换到过渡运行模式中，在其中在预定的时间上逆着车辆的滚动方向将扭矩施加到该至少一个车轮上。如果车辆例如包括多个电机(其分别与刚好一个车轮相关联)，该至少一个车轮例如可包括车辆的刚好一个车轮，或者如果一个轴的两个车轮或车辆的所有车轮经由相应的变速器和驱动轴与电机相联结，该至少一个车轮例如可包括车辆的一个轴的两个车轮或车辆的所有车轮。
通过不直接将车辆从第一运行模式转换到第二运行模式中、而是首先从第一运行模式转换到过渡运行模式(在其中至少在预定的时间上逆着车辆的滚动方向将扭矩施加到该至少一个车轮上)中，例如在经由N从D向R、或经由N从R向D的快速转换中还可短时地在N中保持在第一运行模式中施加的回收力矩，从而不出现对于驾驶员不希望的制动效果的减小。此外，在失误地从D向N或从R向N地切换时给驾驶员提供时间通过在过渡运行模式期间增强作用到常见的液压的制动器上的制动压力来建立制动力矩，其至少相应于在之前的运行模式D或R中的回收力矩。
根据一实施形式，在过渡运行模式中此外来确定预定的时间是否结束，并且如果确定了预定的时间已结束在第二运行模式中来运行车辆。预定的时间例如最大为一秒。通过用于过渡运行模式的预定的时间最大为一秒并且之后自动地(只要不提出用于转换到另一运行模式中的其它要求)被转换到第二运行模式中，能够安全且可靠地在可接受的时间中来实现第二运行模式。因为在过渡运行模式中仅逆着车辆的滚动方向将扭矩施加到车轮上，与直接切换到第二运行模式(在其中没有扭矩被施加到车轮上)中相比避免了危险的情况，其可由于不希望地取消制动或回收扭矩而产生。
根据一实施形式，仅当检测到用于从第一运行模式转换到第二运行模式中的要求并且附加地在第一运行模式中由电机施加的扭矩与车辆的滚动方向相反地作用时那么才在过渡运行模式中来运行车辆。因此，仅当车辆在第一运行模式中、即在D或R中已将制动或回收扭矩作用到该至少一个车轮上时那么才使用过渡运行模式。而如果车辆在第一运行模式中被电机加速或至少保持速度或者如果车辆在第一运行模式中无制动或回收扭矩地滚动，在对于在第一与第二运行模式之间的转换的要求之后被立即转换到第二运行模式中，也就是说不保持、而是立即脱开可能的牵引力矩。由此对于使用者产生符合期望的车辆特性。
根据另一实施形式仅当检测到用于从第一运行模式转换到第二运行模式中的要求并且同时车辆的制动踏板被操纵时那么才在过渡运行模式中来运行车辆。如果驾驶员将车辆例如调动到停车空位中或者例如驶向红灯，可出现该情况，即在操纵车辆的制动器期间应被从第一运行模式转换到第二运行模式中、即例如使换挡杆从D向N移动。因为在操纵制动板时在第一运行模式中通常有回收扭矩作用到该至少一个车轮上，该制动扭矩在直接转换到第二运行模式中时会取消并且因此去除了车辆的制动效果的一部分。为了缓和该关键情况，因此首先在过渡运行模式(在其中此外逆着车辆的滚动方向将扭矩施加到该至少一个车轮上)中来运行车辆。
根据另一实施形式在过渡运行模式中由电机将扭矩施加到该至少一个车轮上。备选地或附加地，在过渡运行模式中可由车辆的制动装置、例如液压的制动装置将扭矩施加到该至少一个车轮上。例如可根据在第一运行模式中的扭矩来调节该扭矩。如果由电机来施加扭矩，由此获得的能量经由电机被回馈到车辆的蓄电池中，由此可节约能量并且可增大车辆的续航里程。通过在过渡运行模式中使用车辆的制动装置，可快速地且精确地将扭矩调节到所希望的值上。通过根据在第一运行模式中的扭矩来调节在过渡运行模式中的扭矩，可实现在第一运行模式与过渡运行模式之间的柔和的扭矩传递。另外，在过渡运行模式中的扭矩可根据在第一运行模式中的扭矩和预定的最大回收扭矩来调节。
根据另一实施形式，在过渡运行模式中的扭矩可具有预定的扭矩变化过程(Drehmomentverlauf)。预定的扭矩变化过程可包括带有大致恒定的扭矩的第一分量和带有量上变小的扭矩的第二分量。因此，例如可缓慢地来减弱回收扭矩(其在第一运行模式中被施加到该至少一个车轮上)，使得在转换之后制动力矩的减小对于驾驶员保持可掌控。通过带有大致恒定的扭矩的第一分量可无扭矩变化的地且因此平稳地来执行对于转换到第二运行模式中的短的临时的要求，例如在从向前行驶转换到向后行驶中时、即在从D经由N转换到R中时。
根据另一实施形式，在过渡运行模式中电机逆着车辆的滚动方向将扭矩施加到该至少一个车轮上。根据车辆的制动踏板的调节来调节扭矩。由此例如在过渡运行模式中可在调节扭矩时考虑驾驶员的反应。例如如果驾驶员提高了到制动踏板上的制动压力，在值上可减小由电机施加的扭矩。由此对于驾驶员可提供在第一运行模式与第二运行模式之间的舒适的过渡。
根据本发明，此外提供一种车辆，其包括电机、操作元件和控制装置。该电机与车辆的至少一个车轮相联结。操作元件用于检测对于在车辆的第一与第二运行模式之间的转换的要求。操作元件例如是用于在一驾驶运行模式(例如用于向前行驶或向后行驶(典型地换挡杆位置D或R))与空转运行模式或空挡运行模式(典型地换挡杆位置N)之间的转换的换挡杆。控制装置与电机和操作元件相联结。控制装置设计成这样来操纵电机，使得电机在第一运行模式中施加扭矩到该至少一个车轮上而在第二运行模式中不施加扭矩到该至少一个车轮上。如果检测到用于从第一运行模式转换到第二运行模式中的要求，控制装置在过渡运行模式(在其中在至少一个预定的时间上将扭矩施加到该至少一个车轮上)中运行车辆。在过渡运行模式中，扭矩逆着车辆的滚动方向作用到该至少一个车轮上。该车辆例如可以是电动车辆或混合动力车辆，其由电机来驱动。根据一实施形式，该车辆设计用于执行之前说明的方法并且由此还包括与该方法相联系地说明的优点。
附图说明
接下来参考附图根据优选的实施形式来说明本发明。
图1示意性地显示了根据本发明的一实施形式的车辆。
图2示意性地显示了根据本发明的一实施形式的方法的状态图表。
具体实施方式
图1显示了带有电气的驱动机器11、控制装置12、行驶挡位换挡杆13和蓄电池14的车辆10。电机11例如与车辆10的前轮16相联结并且能够在驱动的或制动的效果上施加扭矩到车轮16上。为了驱动车轮16，电机11从蓄电池14中提取能量而在通过电机11制动车轮16时电机11可将电能回馈到蓄电池14中。行驶挡位换挡杆13包括三个行驶挡位R、N和D，其可通过换挡杆13在箭头15的方向上的运动由车辆的使用者来选取。行驶挡位换挡杆13可具有其它调节可能性，例如用于车辆的驻车的位置P。在本发明的说明中然而仅应用前面提到的调节R、N和D。
与图2相联系，接下来说明车辆10的工作方式。根据图2，车辆可在三个运行模式21、22和23中来运行。在运行模式21-23中的一个中的运行由控制装置12来控制。控制装置12例如可包括车辆10的发动机控制的一部分。当换挡杆13位于位置D或R中时，在第一运行模式21中根据车辆的制动踏板和加速踏板(其可由车辆的使用者来操纵)由电机11将扭矩施加到车轮16上。在位置D中在车辆的向前行驶方向上来施加扭矩而在位置R中在车辆的向后行驶方向中将扭矩施加到车轮16上。在第一运行模式中操纵制动踏板时，逆着车辆的滚动方向由电机11将制动力矩施加到车轮10上。附加地，在操纵制动踏板时例如借助于车辆10的液压制动器逆着车辆的滚动方向将附加的制动力矩施加到车轮16上。制动的扭矩(其由电机11施加到车轮16上)可由电机11用于产生电能，其被引回到蓄电池14中。因此，该制动力矩也被称为回收力矩。
当从第一运行模式21出发使换挡杆从D或R向N移动并且在车轮16处不存在制动的扭矩时，在第二运行模式22中来运行车辆(过渡24)。在该运行模式(其也被称为空转运行模式或空挡运行模式)中电机11不施加扭矩到车轮16上。因此，车轮16处于空转中。
当在第一运行模式中使换挡杆从D或R向N移动并且在车轮16处存在制动的扭矩时，在过渡运行模式23中来运行车辆(过渡25)。制动的扭矩可如之前说明的那样例如包括回收扭矩或车辆的制动设备的制动力矩或它们的组合。在过渡运行模式23中在预定的时间上由电机11和/或车辆10的制动设备将制动力矩施加到车轮16上。接下来说明关于在过渡运行模式中制动的扭矩的细节。当预定的时间结束时，如之前所说明的那样在第二运行模式22中来运行车辆(过渡26)。当在过渡运行模式中使换挡杆从N向D或R移动时，中断过渡运行模式并且在第一运行模式21中来运行车辆(过渡27)。当在第二运行模式中使换挡杆从N向D或R移动时，在第一运行模式21中来运行车辆(过渡28)。
如之前所说明的那样，在过渡运行模式23中还短时地在换挡杆位置N中保持制动力矩或回收力矩，以便克服经由N从D向R或从R向D的快速变换，或者以便在没有向D或R的另外切换的情况下向N切换时给驾驶员提供时间，因此其可通过提高到常见的液压制动器上的制动压力激活减速，其由于在向N转换时制动或回收力矩的取消而出现。因此在预定的时间上在换挡杆位置N中还维持制动或回收力矩而在预定的时间内或在其结束时减弱制动或回收力矩。在从D或R向N转换时不维持牵引力矩，而是始终立即脱开。
在过渡运行模式23中，在预定的时间上例如可如下来调节制动的扭矩：
1. 在预定的时间期间可将回收力矩调节到预设的最大回收力矩上或到之前的在第一运行模式21(换挡杆位置R或D)中的回收力矩上。
2. 在预定的时间段上可随着预定的减弱过程来调节回收力矩。例如可将减弱过程优化到使得不察觉在N中的短的停留而在N中的较长的停留对于驾驶员保持可掌控。
3. 可来调节回收力矩，其相应于之前在第一运行模式21中借助于制动踏板来调节的回收力矩。在该情况中将不考虑可调节的拖拽力矩(当既不操纵制动踏板也不操纵加速踏板时其被施加)，而仅考虑借助于制动踏板调节的回收力矩。如果在第一运行模式21中不操纵制动踏板，在过渡运行模式中因此不施加制动力矩，而在从D或R向N转换时如果制动踏板未被操纵在第一运行模式中立即去除拖拽力矩。
4. 第一运行模式21的可调节的拖拽力矩或在第一运行模式21中由制动器操纵的制动力矩由车辆的制动系统、例如电液的制动力增强器来承担，以便提供由驾驶员期望的制动减速。
在过渡运行模式中所调节的制动力矩或回收力矩因此导致与车辆的滚动方向相反的车辆的加速。在一平面上这始终意味着速度的值的减小。

Claims (15)

1. 一种用于带有电机的车辆的方法，其中，所述电机(11)与所述车辆(10)的至少一个车轮(16)相联结，并且其中，能够选择性地在至少一个第一运行模式(21)和第二运行模式(22)中来运行所述车辆(10)，其中，所述电机(11)在所述第一运行模式(21)中施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上而在所述第二运行模式(22)中不施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上，其中，所述方法包括步骤：
- 检测对于在所述第一运行模式(21)与所述第二运行模式(22)之间转换的要求，并且
- 如果检测到用于从所述第一运行模式(21)转换到所述第二运行模式(23)中的要求在过渡运行模式(23)中运行所述车辆(10)，其中，在所述过渡运行模式(23)中在至少一个预定的时间上施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上，所述扭矩与所述车辆的滚动方向相反地作用。
2. 根据权利要求1的方法，其中，在所述过渡运行模式(23)中运行所述车辆(10)的步骤此外包括：
- 确定预定的所述时间是否结束，并且
- 如果确定了预定的所述时间结束在所述第二运行模式(22)中运行所述车辆(10)。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，预定的所述时间最大为1秒。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，仅当检测到用于从所述第一运行模式(21)转换到所述第二运行模式(22)中的要求并且在所述第一运行模式(21)中由所述电机(11)施加的扭矩与所述车辆(10)的滚动方向相反地作用时，那么才在所述过渡运行模式(23)中来运行所述车辆。
5. 根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，仅当检测到用于从所述第一运行模式(21)转换到所述第二运行模式(22)中的要求并且所述车辆(10)的制动踏板被操纵时，那么才在所述过渡运行模式(23)中来运行所述车辆。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一运行模式(21)包括用于所述车辆的向前行驶(D)或向后行驶(R)的行驶挡位调节。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二运行模式(22)包括用于所述车辆(10)的与所述电机(11)相联结的至少一个车轮(16)的空转(N)的行驶挡位调节。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电机(11)在所述过渡运行模式(23)中施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电机(11)在所述过渡运行模式(23)中施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上，其中，根据在所述第一运行模式(21)中的扭矩和预定的最大回收扭矩来调节所述扭矩。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述过渡运行模式(23)中的所述扭矩具有预定的扭矩变化过程，其中，预定的所述扭矩变化过程包括带有大致恒定的扭矩的第一分量和带有量上变小的扭矩的第二分量。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电机(11)在所述过渡运行模式(23)中施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上，其中，根据所述车辆(10)的制动踏板的调节来调节所述扭矩。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述车辆(10)的制动装置在所述过渡运行模式(23)中施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上，其中，根据在所述第一运行模式(21)中的扭矩来调节所述扭矩。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电机(11)设计成当由所述电机(11)施加到至少一个所述车轮(16)上的扭矩与所述车辆(10)的滚动方向相反地作用时产生电能。
14. 一种车辆，其包括： 
- 电机(11)，其与所述车辆(10)的至少一个车轮(16)相联结，
- 操作元件(13)，其用于检测对于在所述车辆(10)的第一运行模式(21)与第二运行模式(22)之间转换的要求，和
- 控制装置(12)，其与所述电机(11)和所述操作元件(13)相联结，其中，所述控制装置(12)设计成这样来运行所述电机(11)使得所述电机(11)在所述第一运行模式(21)中施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上而在所述第二运行模式(22)中不施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上，并且其中，如果检测到用于从所述第一运行模式(21)转换到所述第二运行模式(22)中的要求所述控制装置(12)在过渡运行模式(23)中运行所述车辆(10)，其中，在所述过渡运行模式(23)中在至少一个预定的时间上施加扭矩到至少一个所述车轮(16)上，所述扭矩与所述车辆(10)的滚动方向相反地作用。
15. 根据权利要求14所述的车辆，其中，所述车辆(10)设计用于执行根据权利要求1-3中任一项所述的方法。
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