專利名稱：提高混合動(dòng)力汽車可用性的方法
提高混合動(dòng)力汽車可用性的方法現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行組合地用作混合驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)。在混合驅(qū)動(dòng)裝置中的電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的組合使用使得汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)能有更高的效率，并且能使驅(qū)動(dòng)裝置能和所希望的行駛方式靈活地適配。特別是通過存儲(chǔ)電能一通過作為發(fā)電機(jī)的電機(jī)獲得的電能一以及回收，也就是回收制動(dòng)時(shí)的功能一混合驅(qū)動(dòng)裝置可有效地利用內(nèi)燃機(jī)。在混合驅(qū)動(dòng)裝置中一方面除了電機(jī)外將內(nèi)燃機(jī)用作驅(qū)動(dòng)裝置，另一方面也存在這樣一些混合驅(qū)動(dòng)方案，在這些方案中電機(jī)作為起動(dòng)器用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。這樣就可省去附加的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)和對(duì)它的觸發(fā)。和通常的常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置相比混合驅(qū)動(dòng)裝置要求有更為復(fù)雜的控制，因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)必須和電動(dòng)機(jī)一起運(yùn)行，以便進(jìn)行運(yùn)行，并且對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行多層次的控制，因?yàn)樗纫米餍旭傭?qū)動(dòng)部件，也要用作起動(dòng)器。在已公開的混合驅(qū)動(dòng)裝置中一其中，電機(jī)用作內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)器一對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)識(shí)別出故障時(shí)出于安全的原因?qū)λM(jìn)行限制或者關(guān)機(jī)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的控制、調(diào)節(jié)和傳感器以及電機(jī)運(yùn)行本身進(jìn)行監(jiān)控，并且在必要時(shí)關(guān)掉電機(jī)。通常，當(dāng)識(shí)別出故障時(shí)立即關(guān)掉電機(jī)。在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器進(jìn)行監(jiān)控時(shí)按照EGAS使用三級(jí)原則。在第一級(jí)中進(jìn)行力矩協(xié)調(diào)，計(jì)算額定-和實(shí)際力矩以及不同的傳感器可信度評(píng)估程序。在第二級(jí)中對(duì)功能進(jìn)行監(jiān)控。通過這一級(jí)對(duì)在第一級(jí)中的功能的正確性和正確的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。在第二級(jí)中運(yùn)行的功能監(jiān)控包括力矩比較。用這種比較可確定在第一級(jí)中的計(jì)算錯(cuò)誤，還有在那里出現(xiàn)的傳感器故障。另外的第三級(jí)包括對(duì)計(jì)算機(jī)的監(jiān)控。通過這一級(jí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的有關(guān)計(jì)算機(jī)的功能塊的正確工作進(jìn)行監(jiān)控。在這個(gè)三級(jí)方案的框架內(nèi)通常在多級(jí)中完全成故障的反應(yīng)。首先是“除顫 (entprellen)”故障。在發(fā)現(xiàn)故障后必須遵守故障反應(yīng)時(shí)間。在反應(yīng)時(shí)間完畢后必須有一種安全狀態(tài)。不是立即對(duì)所發(fā)現(xiàn)的故障作出反應(yīng)，而是也可利用這段時(shí)間等待故障的自我除顫，例如等待一個(gè)通過一個(gè)EMV引起的位載體(Bittdger)。這種等待時(shí)間一在這個(gè)等待時(shí)間期間完成故障的自我除顫一叫做“除顫”(Entprellimg)。這種除顫提高可使用性。在另一級(jí)中使控制器復(fù)位(復(fù)位信號(hào))。關(guān)掉末級(jí)，并且重新起動(dòng)控制器。在第三級(jí)中可限制控制器的末級(jí)的備用運(yùn)行，而在第四級(jí)中不可逆地關(guān)閉該系統(tǒng)。只有通過斷開/接通(Aus/Ein)點(diǎn)火系統(tǒng)才能起動(dòng)不可逆關(guān)閉系統(tǒng)。在長(zhǎng)期故障時(shí)即使停止點(diǎn)火信號(hào)后該系統(tǒng)仍然保持去活化。在混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，在該系統(tǒng)中使用多個(gè)控制器，例如主發(fā)動(dòng)機(jī)，它有一個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，以及次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，在每個(gè)單個(gè)的控制器中使用上面簡(jiǎn)述的三級(jí)方案。其中，在每個(gè)控制器中故障反應(yīng)可以是不一樣的，例如第四級(jí)，即在前述的故障除顫后會(huì)產(chǎn)生次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的立即的不可逆的關(guān)閉。在混合動(dòng)力汽車中，在該汽車中次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，例如電驅(qū)動(dòng)裝置也用作主發(fā)動(dòng)機(jī)例如內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)，次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中的故障可導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的故障當(dāng)在次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器中出現(xiàn)故障的那一時(shí)刻汽車僅由這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，并且主發(fā)動(dòng)機(jī)，即內(nèi)燃機(jī)被關(guān)閉時(shí)，直到采用故障反應(yīng)，例如第4級(jí)立即不可逆地關(guān)閉次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的末級(jí)的時(shí)間不再足夠用于再起動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)。并且在通過點(diǎn)火信號(hào)斷開/接通(Aus/Ein)重新起動(dòng)汽車時(shí)在次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器中的持續(xù)故障導(dǎo)致導(dǎo)致控制器的自檢出現(xiàn)故障。這種故障的后果是監(jiān)控不再允許起動(dòng)次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣，主發(fā)動(dòng)機(jī)，即內(nèi)燃機(jī)，它本來(lái)功能已準(zhǔn)備好，也不再能起動(dòng)。這樣，雖然主發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是內(nèi)燃機(jī)本來(lái)已無(wú)故障地可正常運(yùn)行，但由于次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中的故障也不能動(dòng)彈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提高混合動(dòng)力裝置的可用性。
根據(jù)本發(fā)明建議的方案也可用這樣一種電機(jī)使汽車上的混合動(dòng)力裝置運(yùn)行，即這樣一種電機(jī)可能不再適合用于行駛運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)裝置，然而例如還完全可以用作起動(dòng)器或者發(fā)電機(jī)。采用根據(jù)本發(fā)明的建議方案和根據(jù)本發(fā)明的建議方法可以活化具有混合動(dòng)力裝置的汽車。雖然它的電機(jī)不再能用作驅(qū)動(dòng)裝置，但它的內(nèi)燃機(jī)原則上是能運(yùn)行的。根據(jù)本發(fā)明建議的方案克服了在電驅(qū)動(dòng)裝置，也就是在電機(jī)中有故障時(shí)整個(gè)混合驅(qū)動(dòng)裝置停止工作的問題。
現(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明所建議的方案存在這樣一種可能性，即這種電機(jī)，它雖然由于故障不再適合用作驅(qū)動(dòng)部件，雖然如此在另一功能中例如可用作內(nèi)燃機(jī)，也就是主發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器或者起動(dòng)機(jī)運(yùn)行。通過這一措施即使在電驅(qū)動(dòng)部件出現(xiàn)故障時(shí)也能活化混合驅(qū)動(dòng)裝置，其做法是用有故障的，也就是不能用作驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明所建議的方案使得次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是混合動(dòng)力裝置的電驅(qū)動(dòng)裝置的故障反應(yīng)和裝配有混合動(dòng)力裝置的汽車的實(shí)際汽車狀況有關(guān)。當(dāng)汽車處于這樣的運(yùn)行之中時(shí)，即該汽車僅由次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)如此地適配故障反應(yīng)，即在次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)， 也就是電驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)機(jī)之前還能起動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是內(nèi)燃機(jī)。
通過規(guī)定一些適合的條件一在這些條件下經(jīng)修改的故障反應(yīng)還是允許的一使得裝配有混合驅(qū)動(dòng)裝置的汽車的安全性仍然能得到保證。
作為一個(gè)實(shí)例，當(dāng)出現(xiàn)這樣一種情況時(shí)，即通過次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是電驅(qū)動(dòng)裝置的控制器出現(xiàn)一個(gè)持續(xù)的故障時(shí)，這導(dǎo)致末級(jí)的切斷。
按照實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)汽車控制器對(duì)這種故障可能有多個(gè)反應(yīng)
①汽車混合驅(qū)動(dòng)行駛，也就是說(shuō)汽車既通過主發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))，也通過次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)(電機(jī))驅(qū)動(dòng)。
②汽車行駛時(shí)發(fā)電，這就是說(shuō)，主發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是內(nèi)燃機(jī)通過次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是電驅(qū)動(dòng)裝置給蓄能器充電，例如給一個(gè)蓄電池，或者蓄壓器形式的蓄能器充電。
③汽車只用次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)行駛，也就是用電驅(qū)動(dòng)裝置行駛，并且主發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是內(nèi)燃機(jī)關(guān)機(jī)。
在①和②種情況中關(guān)閉次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是電驅(qū)動(dòng)裝置不會(huì)直接導(dǎo)致降低混合驅(qū)動(dòng)裝置的可用性。汽車可繼續(xù)通過主發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。但是現(xiàn)在主發(fā)動(dòng)機(jī)是在沒有次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)支持的情況下工作的。這就是說(shuō)，不再能進(jìn)行回收和發(fā)電這些運(yùn)行狀態(tài)。在①和②運(yùn)行狀態(tài)中主發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是內(nèi)燃機(jī)是有效的，因此不需要采取措施。
在第三種情況中，也就是在關(guān)掉內(nèi)燃機(jī)的情況下單純通過次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車中在有故障的情況下通過監(jiān)控功能關(guān)掉次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)直接導(dǎo)致汽車的停車。通過根據(jù)本發(fā)明建議的方案通過次級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置可重新起動(dòng)已關(guān)機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣就避免了汽車的趴窩不動(dòng)。
在最后所述的情況③中可以設(shè)想，在一定的條件下，這些條件必須進(jìn)行可信度評(píng)估，還在關(guān)掉次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是電驅(qū)動(dòng)裝置之前，起動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是內(nèi)燃機(jī)下述有關(guān)安全的規(guī)范適用于這類汽車或者電動(dòng)汽車，混合動(dòng)力汽車就屬于它們
A)不得出現(xiàn)無(wú)意的加速；不得有這樣的無(wú)意的力矩，它大于最大力矩的規(guī)定的部分， 且它作用到被驅(qū)動(dòng)的車輪上的作用時(shí)間長(zhǎng)于規(guī)定的時(shí)間。
B)在根據(jù)規(guī)范ECE R-100由于故障電動(dòng)汽車從停止位置的移動(dòng)不得超過10厘米范圍中，排除無(wú)意的移動(dòng)。
在這兩個(gè)關(guān)于安全重要的邊界條件中，在下述條件中，當(dāng)滿足下述條件時(shí)即可在保證安全的情況下通過次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置就可起動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)，即內(nèi)燃機(jī)
起動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)，并且接通發(fā)動(dòng)機(jī)之間，也就是主發(fā)動(dòng)機(jī)和次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)之間的傳動(dòng)線路。 這通過離合器完成。主發(fā)動(dòng)機(jī)必須在起動(dòng)過程期間能夠吸收駕駛員的愿望和實(shí)際由次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)和主發(fā)動(dòng)機(jī)可提供的與運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的最大力矩之間的扭矩差的比較大的部分，這樣，就可考慮安全標(biāo)準(zhǔn)A)。在這方面應(yīng)該考慮到扭矩和轉(zhuǎn)速有很大的關(guān)系。例如可設(shè)想的安全標(biāo)準(zhǔn)可能是
權(quán)利要求
1.提高汽車的混合驅(qū)動(dòng)裝置的可用性的方法，所述的混合驅(qū)動(dòng)裝置具有至少一個(gè)用作主發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)(10)，以及至少一個(gè)用作次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)(30)，其中，所述至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)(30)既用作內(nèi)燃機(jī)(10)的起動(dòng)器，也用于混合驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)部的行駛驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，此方法具有下述步驟a)得出(120)至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)，這運(yùn)行參數(shù)和所述至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)(30)的運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)，b)當(dāng)所述至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)值中的至少一個(gè)和運(yùn)行參數(shù)正常狀態(tài)不相應(yīng)時(shí)則確定故障(130)，c)當(dāng)存在確定的故障時(shí)至少部分地限制(190)作為行駛驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)(130)的運(yùn)行，d)按照混合驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行與行駛狀態(tài)有關(guān)的故障反應(yīng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按照方法步驟d)當(dāng)混合動(dòng)力裝置混合運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)通過內(nèi)燃機(jī)(10)和電動(dòng)機(jī)(30)驅(qū)動(dòng)汽車，當(dāng)內(nèi)燃給通過電動(dòng)機(jī)(30)給蓄能器充電的汽車發(fā)電運(yùn)行時(shí)通過內(nèi)燃機(jī)(10 )驅(qū)動(dòng)汽車。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按照方法步驟d)，當(dāng)汽車純電動(dòng)運(yùn)行時(shí)， 且當(dāng)內(nèi)燃機(jī)(10)關(guān)機(jī)時(shí)在關(guān)閉電動(dòng)機(jī)(30)之前的內(nèi)燃機(jī)(10)的起動(dòng)是通過電動(dòng)機(jī)-控制器(52)的超越信號(hào)允許的。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在下述條件下完成內(nèi)燃機(jī)(10)的起動(dòng)a)避免無(wú)意的加速，其中，最大力矩的一部分不得長(zhǎng)于所規(guī)定的時(shí)間地作用到汽車的車輪上，b)由于故障汽車從該位置無(wú)意移動(dòng)不得超過10厘米。
5.按照權(quán)利要求3和4所述的方法，其特征在于，在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)(10)時(shí)通過用于吸收扭矩的電動(dòng)機(jī)(30 )接通驅(qū)動(dòng)裝置(30 )、( 10 )之間的分離離合器(20 )。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在起動(dòng)過程中內(nèi)燃機(jī)(10)吸收在駕駛?cè)藛T的愿望和實(shí)際上與電動(dòng)機(jī)(30)所能提供的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的最大力矩之間的力矩差的大部分。
7.按照前述權(quán)利要求的一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在吸收扭矩時(shí)混合驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)通過處于打開的轉(zhuǎn)換耦合器支持內(nèi)燃機(jī)(10)，所述轉(zhuǎn)換耦合器在低轉(zhuǎn)速時(shí)將到達(dá)的扭矩的一小部分繼續(xù)傳遞到應(yīng)驅(qū)動(dòng)的車輪上。
8.按照前述權(quán)利要求的一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)電動(dòng)機(jī)(30)的扭矩進(jìn)行可信度評(píng)估，這種可信度評(píng)估保證在可規(guī)定的時(shí)間內(nèi)在應(yīng)驅(qū)動(dòng)的車輪上不存在過高的力矩。
9.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)力矩的吸收是如此這大時(shí)，即即使次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)(30)的次級(jí)驅(qū)動(dòng)的力矩最大時(shí)也能排除危害，則允許內(nèi)燃機(jī)(10)的起動(dòng)。
10.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對(duì)次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)(30)的實(shí)際提供的力矩的可信度評(píng)估是可靠的，從而可排除危害，并且當(dāng)超過規(guī)定的限度時(shí)關(guān)機(jī)。
全文摘要
提高汽車的混合驅(qū)動(dòng)裝置的可用性的方法，所述混合驅(qū)動(dòng)裝置具有至少一個(gè)用作主發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)(10)，以及至少一個(gè)用作次級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)(30)，其中，至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)(30)既用作內(nèi)燃機(jī)(10)的起動(dòng)器，也用作混合驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)部的行駛驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行。求出至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)，這個(gè)運(yùn)行參數(shù)和至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)(30)的運(yùn)行參數(shù)相一致。然后，當(dāng)至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)值和運(yùn)行參數(shù)正常狀態(tài)不相附時(shí)確定故障(130)。當(dāng)存在一個(gè)確定的故障時(shí)至少部分地限制作為行駛驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)(130)的運(yùn)行。最后按照混合驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行與行駛狀態(tài)有關(guān)的故障反應(yīng)。
文檔編號(hào)B60W20/00GK102186691SQ200980141043
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者尼曼 H., 海爾 A. 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司