用于激活交通运输工具的内燃机的方法以及相应的控制装置和交通运输工具的制作方法
【专利摘要】交通运输工具(10)除了内燃机(7)还包括用于分别驱动交通运输工具(10)的电动机(8)，当额定驱动力矩(2)大于能够由电动机(8)当前提供的驱动力矩(4)与附加力矩(5)之和时，自动地激活所述内燃机(7)。在此，所述附加力矩(5)大于零。
【专利说明】用于激活交通运输工具的内燃机的方法以及相应的控制装置和交通运输工具
[0001]本发明涉及一种用于激活交通运输工具(尤其是混合动力车)的内燃机以驱动该交通运输工具的方法以及相应设计的控制装置和相应设计的交通运输工具。
[0002]W002/26520A1公开了一种扭矩管理器，其根据额定车轮力矩操纵电动机和内燃机。
[0003]DE19637210A1描述了一种传动系控制装置，其根据加速踏板和制动踏板的位置控制驱动源和减速单元。
[0004]DE69831468T2描述了一种驱动控制系统，通过该系统防止可能会在通过电动机运行交通运输工具期间启动内燃机时产生的冲击。
[0005]按照现有技术，在为了驱动而既包括电动机也包括内燃机的混合动力车中，当由驾驶员预设的额定力矩超过电动机所能提供的力矩时，启动内燃机。因为驾驶员不知道通常通过加速踏板预设的额定力矩什么时候大于由电动机提供的力矩，所以驾驶员很难只通过电动机驱动他的交通运输工具。
[0006]因此，本发明所要解决的技术问题在于，至少降低只通过电动机运行交通运输工具的可能性的难度。
[0007]该技术问题按本发明通过一种按照权利要求1所述的用于激活交通运输工具的内燃机的方法、通过一种按照权利要求9所述的控制装置和通过一种按照权利要求11所述的交通运输工具解决。从属权利要求定义出本发明优选和有利的实施形式。
[0008]在本发明范围内，提供一种用于激活交通运输工具(尤其是混合动力车)的内燃机的方法。在此，所述交通运输工具包括设计用于驱动交通运输工具的电动机和内燃机。当例如通过交通运输工具加速踏板预设的额定驱动力矩大于力矩和时，自动地激活所述内燃机。在此，所述力矩和由可通过电动机当前提供的驱动力矩与大于零的附加力矩组成。在此，所述可通过电动机当前提供的驱动力矩理解为在各个时间点可由电动机提供的用于驱动交通运输工具的最大驱动力矩。
[0009]由于内燃机并不是在额定驱动力矩大于可由电动机提供的驱动力矩时就已经激活或者启动，而是在额定驱动力矩比可由电动机提供的驱动力矩大出所述附加力矩时才激活，有利地存在这样的阶段，在该阶段中驾驶员例如通过其加速踏板增大额定驱动力矩(通过驾驶员继续踩踏加速踏板)，但是在该阶段中交通运输工具的驱动力矩没有增大，因为内燃机仍未激活。由此，驾驶员可以通过相应定量的加大油门(定量地调节加速踏板)直观地感知电动机的最大可适用范围，而不会超过该区域。由此，驾驶员可以避免进入混合驾驶运行(通过激活内燃机)，从而明显地扩展了纯电动行驶(也称为“E-行驶”)的经历。
[0010]在此，附加力矩可以取决于所述交通运输工具的速度和/或能够由所述电动机当前提供的驱动力矩。
[0011]尤其是交通运输工具的速度越大，所述附加力矩就越大。类似地，尤其是可供使用的或者可提供的电动机驱动力矩越大，所述附加力矩就越大。例如，如果电动机可提供的驱动力矩为100或者50Nm，则附加力矩可以是50Nm或者20Nm。[0012]在交通运输工具电力系统的负载较大(例如空调设备耗电较高)并且在采取与之相关地降低措施时，附加力矩可以相应地改变。例如交通运输工具电力系统的负载越大，可以将附加力矩设置得越小。
[0013]按照本发明的一种优选实施形式，只在加速踏板梯度大于预设的阈值时，才自动地激活所述内燃机。在此，所述加速踏板梯度理解为交通运输工具的加速踏板被压低的速度。
[0014]为了确定加速踏板的位置存在两种可能性。要么加速踏板的位置相应于一角度(加速踏板角)，要么加速踏板的位置相应于加速踏板与交通运输工具中确定点的间距(路程)。无论如何可通过加速踏板角或者相应的路程预设额定驱动力矩。加速踏板梯度在其中一种情况下相当于单位时间内的角度差，在另一种情况下相当于单位时间内的路程差。
[0015]在按照本发明的优选实施形式中，一方面当额定驱动力矩大于可由电动机当前提供的驱动力矩与附加力矩之和时，并且同时当正的加速踏板梯度大于预设阈值时，自动地激活内燃机。通过这种按照本发明的实施形式，例如在电动机转速升高并且与之相关地降低电动机的可使用力矩时避免了驾驶员不期望的内燃机启动。
[0016]在此，所述预设阈值尤其取决于所述交通运输工具的速度。
[0017]通过阈值的这种速度相关性，交通运输工具不会做出驾驶员不期望或不能控制的反应。因此优选在交通运输工具速度较小时以较小的阈值运行，因为潜在的力矩增长在激活内燃机之后导致比交通运输工具速度较大时更大的交通运输工具的加速度。此外，通过阈值的速度相关性防止了在移库过程中(即速度较小时)在内燃机激活后进行明显的加速，因为内燃机的激活相应较早地(例如在额定驱动力矩大于可使用的电动机驱动力矩与附加力矩之和后立即)进行。
[0018]在激活内燃机之后，尤其提高由电动机提供的驱动力矩与内燃机提供的驱动力矩组成的交通运输工具实际驱动力矩，直至实际驱动力矩与额定驱动力矩一致。为此，提高由内燃机和/或电动机提供的驱动力矩，直到实际驱动力矩与额定驱动力矩一致。在此，实现这种转变直至实际驱动力矩与额定驱动力矩一致的持续时间或者速度有利地根据当前加速踏板梯度和/或交通运输工具的速度进行选择。
[0019]在实际驱动力矩转变为额定驱动力矩时，驾驶员对交通运输工具的可操控性仍是主要的；例如交通运输工具不应该进行突然的加速。因此交通运输工具的当前速度越小，实际驱动力矩转变为额定驱动力矩的速度就选得越小。换而言之，如果交通运输工具速度较小，则实际驱动力矩的上升较平缓，而如果交通运输工具速度较高，则实际驱动力矩的上升较陡。但是驾驶员可以通过加速踏板梯度影响转变速度并且由此影响实际驱动力矩与额定驱动力矩一致所需的持续时间。在加速踏板梯度较大时(即当驾驶员迅速踩踏加速踏板时)，实际驱动力矩转变为额定驱动力矩的过程比加速踏板梯度较小时(即当驾驶员缓慢地操作加速踏板时)更快地(以更大的速度或者更短的持续时间)进行。
[0020]有利地，只在选择交通运输工具的预设运行方式或者交通运输工具运行策略的特殊模式下，才执行按照本发明的方法。这种运行方式或者这种特殊模式例如可以通过操作E-行驶按键来激活。
[0021]在本发明的范围内还提供一种用于激活交通运输工具的内燃机的控制装置。在此，所述控制装置设计用于一般通过加速踏板的位置检测额定驱动力矩、能够由电动机当前提供的驱动力矩和预设的附加力矩。当所检测的额定驱动力矩大于所述能够由电动机当前提供的驱动力矩与附加力矩之和时，所述控制装置激活所述内燃机。
[0022]按照本发明的控制装置的优点与之前详细阐述的按照本发明方法的优点一致，因此在此不再赘述。
[0023]最后，在本发明的范围内提供一种交通运输工具，其包括内燃机、电动机和按照本发明的控制装置 。
[0024]本发明尤其适用于为了驱动而既包括电动机也包括内燃机的混合动力车。当然，本发明不局限于该优选应用领域，因为本发明也可以用于船、飞机以及轨道连接的或者有轨的交通运输工具。
[0025]以下参照附图根据本发明的优选实施形式详细阐述本发明。在附图中:
[0026]图1示出加速踏板角、额定驱动力矩和实际驱动力矩按照本发明的关于时间的曲线.-^4 ，
[0027]图2示意性示出具有按照本发明控制装置的按照本发明的交通运输工具。
[0028]在图1中示出为了驱动而包括电动机和内燃机的混合动力车的加速踏板角1、额定驱动力矩2和实际驱动力矩3或者推进力矩关于时间t的曲线。在时间点t=0时启动电动机，而内燃机未激活，因此交通运输工具最初纯电动地行驶。
[0029]为了使交通运输工具加速，驾驶员继续踩踏交通运输工具的加速踏板，这通过加速踏板角I不断上升的曲线示出。与加速踏板角I相关的额定驱动力矩2的曲线基本上与加速踏板角I的曲线一致。
[0030]在时间点t=x时，额定驱动力矩2相当于能够由电动机提供的力矩4。在按照现有技术的混合动力车中，在该时间点t=x时启动内燃机。按照本发明，在时间点t=x时还没有激活内燃机，因为当额定驱动力矩2大于可由电动机提供的力矩4与附加力矩或补偿值5之和时才启动内燃机。因为从时间点t=x起电动机不能再提供额定驱动力矩，所以在时间点t=x处，额定驱动力矩2的曲线与实际驱动力矩3的曲线分开。
[0031]在时间点t=y时满足了额定驱动力矩2等于可由电动机提供的力矩4与附加力矩5之和这个条件。然而因为在该时间点t=y时加速踏板梯度11小于预设的阈值，所以还没有激活内燃机。
[0032]在时间点t=z时，加速踏板梯度12才大于预设的阈值。因为在该时间点t=z时额定驱动力矩2也大于可由电动机提供的力矩4与附加力矩5之和，所以在该时间点t=z时启动内燃机。
[0033]因为从时间点t=z起，实际驱动力矩3由电动机的驱动力矩和内燃机的驱动力矩组成，所以从时间点t=z起实际驱动力矩3上升。该上升的斜率或者梯度13 —方面取决于交通运输工具的当前速度，另一方面取决于时间点t=z时的加速踏板梯度12。
[0034]需要指出的是，推进力矩或者实际驱动力矩3的曲线在时间点X和z之间形成了平台。也就是尽管驾驶员继续踩踏加速踏板，实际驱动力矩3保持几乎恒定。换而言之，驾驶员意识到尽管他继续踩踏加速踏板，实际驱动力矩3几乎保持恒定，交通运输工具处于即将需要离开“E-行驶”的状态(即纯电动行驶状态)的状态下，因为通过加速踏板选择的额定驱动力矩大于可由电动机提供的驱动力矩。由此，驾驶员有利地要么能够通过迅速地继续踩踏加速踏板并且由此使加速踏板梯度超过预设阈值而引起内燃机的激活，要么能够通过他例如轻抬加速踏板并且由此使额定驱动力矩再次进入只由电动机就能提供额定驱动力矩的范围来避免激活内燃机。换而言之，驾驶员通过所述平台有利地感知他处于“E-行驶”状态的边界并且因此可以自己决定他是否想留在“E-行驶”状态中还是想离开该状态。
[0035]在图2中示意性示出按照本发明的汽车10。除了内燃机7、电动机8和加速踏板14，按照本发明的汽车10还包括按照本发明的控制装置9。
【权利要求】
1.一种用于激活交通运输工具(10)的内燃机(7)的方法， 其中，所述交通运输工具(10)包括分别用于驱动交通运输工具(10)的内燃机(7)和电动机(8)，并且 其中，当额定驱动力矩(2)大于能够由所述电动机(8)当前提供的驱动力矩(4)与大于零的附加力矩(5)之和时，自动地激活所述内燃机(7)。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述附加力矩(5)取决于所述交通运输工具(10)的速度和/或能够由所述电动机(8)当前提供的驱动力矩(4)。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，速度越大，所述附加力矩(5)就越大，和/或能够由所述电动机⑶当前提供的驱动力矩⑷越小，所述附加力矩(5)就越小。
4.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，只在加速踏板梯度(11、12)大于阈值时，才自动地激活所述内燃机(7)，并且所述加速踏板梯度(11、12)相当于交通运输工具(10)的加速踏板(14)运动的速度。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阈值取决于所述交通运输工具(10)的速度。
6.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在激活所述内燃机(7)之后，通过提高由内燃机⑵提供的驱动力矩增大由所述电动机⑶提供的驱动力矩与所述内燃机(7)提供的驱动力矩组成的实际驱动力矩(3)，以使实际驱动力矩(3)转变为所述额定驱动力矩(2)，并且根据加速踏板梯度(11、12)和/或交通运输工具(10)的速度选择完全实现所述转变的持续时间。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述加速踏板梯度(11、12)越大，所述持续时间就选得越小，和/或速度越大，所述持续时间就选得越小。
8.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述方法只在交通运输工具(10)的预设运行方式下执行。
9.一种用于激活交通运输工具(10)的内燃机(7)的控制装置， 其中，所述交通运输工具(10)包括分别用于驱动交通运输工具(10)的内燃机(7)和电动机⑶， 其中，所述控制装置(9)设计用于检测额定驱动力矩(2)、附加力矩(6)和能够由电动机(8)当前提供的驱动力矩(4)，其中，所述附加力矩大于零，并且 其中，所述控制装置(9)设计为，使得当额定驱动力矩(2)大于所述能够由电动机(8)当前提供的驱动力矩(4)与附加力矩(5)之和时，所述控制装置(9)激活所述内燃机(7)。
10.按权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(9)设计用于执行按权利要求I至8之一所述的方法。
11.一种交通运输工具，具有内燃机(7)、电动机(8)和按权利要求9或10所述的控制装置(9)。
【文档编号】B60W10/08GK103547495SQ201280022491
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年4月30日 优先权日:2011年5月11日
【发明者】V.希亚姆通, B.克拉夫齐格 申请人:大众汽车有限公司